一種適用于帶狀電子注的周期永磁聚焦系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于真空電子器件技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及行波管、返波管、速調(diào)管、回旋管、自由電子激光、奧羅管、太赫茲脈塞等真空電子器件中一種適用于帶狀電子注的周期永磁聚焦系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]真空電子器件是一類利用高能電子注與電磁微波信號互作用后將高能電子注動能轉(zhuǎn)化為電磁微波能量的功率放大器件，包括行波管，速調(diào)管，返波管，回旋管等。
[0003]常規(guī)的真空電子器件大多是采用圓柱形電子注，為了能夠?qū)崿F(xiàn)電子注的穩(wěn)定傳輸，一般會采用軸對稱的螺線管磁場、周期永磁或永磁聚焦系統(tǒng)。例如，大功率速調(diào)管采用螺線管磁場聚焦系統(tǒng)，而常規(guī)的小功率行波管都采用周期永磁(PPM)聚焦。
[0004]周期永磁聚焦系統(tǒng)采用圓環(huán)形的磁塊和極靴交錯(cuò)排列，磁塊沿電子注傳輸方向充磁，任意相臨磁塊充磁方向相反，從而使得極靴磁性方向?yàn)檠亟Y(jié)構(gòu)半徑方向，并且也是任意相鄰兩塊磁性方向相反，即沿半徑向外或沿半徑向中心方向。
[0005]帶狀電子注真空電子器件是一種新型器件，它采用帶狀(片狀或高橢圓率)電子注作為器件的電子注源。帶狀電子注真空電子器件具有工作頻率高、輸出功率高、結(jié)構(gòu)簡單、易于調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，因而有著廣泛的應(yīng)用前景。然而，隨著研宄的深入，研宄人員發(fā)現(xiàn)帶狀電子注的穩(wěn)定傳輸是一個(gè)難題。
[0006]圖1是帶狀電子注在螺線管中傳輸時(shí)，帶狀電子注傳輸方向(a)?(e)不同位置的截面形狀圖。如圖1所示，傳統(tǒng)螺線管直流磁場聚焦帶狀電子注時(shí)，會產(chǎn)生d1cotron不穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致帶狀電子注的截面打結(jié)、斷裂和絲化，進(jìn)而降低帶狀電子注的流通率。
[0007]而適合圓電子注的環(huán)形周期永磁(PPM)聚焦系統(tǒng)，由于具有旋轉(zhuǎn)對稱性，故而電子注會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，打到電子注通道上，降低流通率，也不適合聚焦帶狀電子注。
[0008]帶狀電子注在電真空器件內(nèi)傳輸時(shí)，無磁場聚焦則電子注散開，直流磁場聚焦則形成d1cotron不穩(wěn)定性，而適用于圓柱狀電子注的環(huán)形周期永磁聚焦系統(tǒng)會導(dǎo)致帶狀電子注旋轉(zhuǎn)，這兩種聚焦方法都會導(dǎo)致電子注打到通道壁上，從而使得傳輸過程電流損耗大，流通率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于帶狀電子注的周期永磁聚焦系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了帶狀電子注的穩(wěn)定聚焦和傳輸，以避免產(chǎn)生d1cotron不穩(wěn)定以及電子注打到通道上，提高帶狀電子注的流通率。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明適用于帶狀電子注的周期永磁聚焦系統(tǒng)，包括極靴和磁塊，其特征在于，還包括兩套樓梯型滑軌；
[0011]所述極靴為T型，樓梯型滑軌中間空開位置卡有T型極靴，T型極靴不能夠縱向即滑軌長度方向滑動，只能夠橫向滑動以在寬度方向(X方向)約束帶狀電子注，而相鄰兩個(gè)T型極靴之間放置磁塊，從而使得極靴和磁塊交錯(cuò)放置；
[0012]極靴為高純度的鐵或其他導(dǎo)磁材料加工而成，一般為截面為T型，用于引導(dǎo)磁場向特定即I方向傳輸；磁塊為永磁，為極靴提供磁能；
[0013]滑軌為鋁、不銹鋼等不導(dǎo)磁材料加工而成；
[0014]磁塊充磁方向?yàn)檠貛铍娮幼鬏敺较?z方向即滑軌長度方向)，任意相鄰兩磁塊磁場方向相反；極靴用于導(dǎo)磁，故而極靴產(chǎn)生帶狀電子注厚度方向的磁場(y方向)，即垂直于帶狀電子注的帶狀表面，并且任意相鄰兩極靴磁場方向相反；
[0015]在帶狀電子注寬度上下沿傳輸方向兩面各放置一套樓梯型滑軌，上下樓梯型滑軌以帶狀電子注寬度上下沿傳輸方向鏡像放置，其上的極靴、磁塊也成鏡像配置，使上下極靴產(chǎn)生的磁場方向相對，使帶狀電子注約束在兩套樓梯型滑軌之間；
[0016]極靴產(chǎn)生磁場的周期和幅值，根據(jù)帶狀電子注的電流大小、截面寬高比，進(jìn)而計(jì)笪并O
[0017]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。
[0018]本發(fā)明適用于帶狀電子注的周期永磁聚焦系統(tǒng)，由于任意相鄰兩極靴磁場方向相反，并且磁場方向垂直于帶狀電子注的帶狀表面，同時(shí)，兩套樓梯型滑軌以帶狀電子注寬度上下沿傳輸方向鏡像放置，其上的極靴、磁塊也成鏡像配置，在故而帶狀電子注在厚度方向被聚焦，使之不再沿厚度方向擴(kuò)散。此外，由于空間電荷力的作用，帶狀電子注也會沿寬度方向(X方向)展寬，此時(shí)通過調(diào)節(jié)(橫向移動)被滑軌卡住極靴，從而使得上下兩套樓梯型滑軌上的極靴能夠在帶狀電子注截面兩端產(chǎn)生磁場，并且該磁場能夠?qū)﹄娮幼挾确较蚓劢?，通過滑動極靴，能夠調(diào)節(jié)電子注截面兩端磁場大小，從而使得寬度方向得到合適的聚焦。即上下兩面的樓梯型滑軌通過調(diào)節(jié)極靴橫向位置，能夠同時(shí)為帶狀電子注提供寬度方向和厚度方向上的聚焦磁場，從而使得帶狀電子注穩(wěn)定傳輸，并且實(shí)現(xiàn)較高的流通率。
[0019]此外本發(fā)明還具有以下有益效果:1、由于采用滑軌固定并調(diào)節(jié)極靴，使得聚焦系統(tǒng)調(diào)節(jié)簡單。而采用極靴和磁塊構(gòu)成的永磁聚焦系統(tǒng)則具有體積小、重量輕，結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)；2、相對于螺線管直流聚焦系統(tǒng)聚焦帶狀電子注，本發(fā)明提出的滑軌型周期永磁聚焦系統(tǒng)能夠在厚度方向和寬度方向?qū)铍娮幼⑦M(jìn)行聚焦，并且可以方便的調(diào)節(jié)聚焦磁場大小，從而使得打到電子注通道壁上的電流更小，獲得更高的流通率。
【附圖說明】
[0020]圖1是帶狀電子注在螺線管中傳輸時(shí)不同位置的截面形狀圖；
[0021]圖2是本發(fā)明適用于帶狀電子注的周期永磁聚焦系統(tǒng)一種【具體實(shí)施方式】結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是圖2所示的適用于帶狀電子注的周期永磁聚焦系統(tǒng)中，帶狀電子注傳輸方向不同位置的截面形狀圖，其中，(A)為7.5厘米、(B)為8厘米，(C)為8.5厘米。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當(dāng)已知功能和設(shè)計(jì)的詳細(xì)描述也許會淡化本發(fā)明的主要內(nèi)容時(shí)，這些描述在這里將被忽略。
[0024]在本實(shí)施例中，如圖2所示，本發(fā)明適用于帶狀電子注的周期永磁聚焦系統(tǒng)，包括兩套在帶狀電子注寬度上下沿傳輸方向兩面鏡像放置的樓梯型滑軌I以及放置在樓梯型滑軌上的極靴2和磁塊3，兩套樓梯型滑軌I上的極靴、磁塊也成鏡像配置，使上下極靴產(chǎn)生的磁場方向相對，從而使帶狀電子注約束在兩套樓梯型滑軌I之間。
[0025]所述極靴為T型，樓梯型滑軌I中間空開位置恰好卡住T型極靴(為了清晰地看到樓梯型滑軌I的結(jié)構(gòu)，左側(cè)部分的極靴、磁塊未畫出)，從而使得T型極靴2不能夠縱向即滑軌長度方向滑動(z方向)，只能夠橫向(X方向)滑動以在寬度方向(X方向)約束帶狀電子注，而相鄰兩個(gè)T型極靴2之間又恰好能夠放置磁塊3，從而使得極靴2和磁塊3交錯(cuò)放置。
[0026]極靴2為高純度的鐵或其他導(dǎo)磁材料加工而成，截面為T型，用于引導(dǎo)磁場向y方向傳輸；磁塊3為永磁，為極靴2提供磁能。
[0027]滑軌I為鋁、不銹鋼等不導(dǎo)磁材料加工而成；
[0028]磁塊3充磁方向?yàn)檠貛铍娮幼鬏敺较?z方向即滑軌長度方向)，任意相鄰兩磁塊磁場方向相反；極靴2用于導(dǎo)磁，故而極靴2產(chǎn)生帶狀電子注厚度方向的磁場(y方向)，即垂直于帶狀電子注的帶狀表面，并且任意相鄰兩極靴2磁場方向相反，形成周期性磁場。
[0029]滑軌1、極靴2、磁塊3的寬度、長度、高度、結(jié)構(gòu)和數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整；極靴2產(chǎn)生磁場的周期和幅值，根據(jù)帶狀電子注的電流大小、截面寬高比，進(jìn)而計(jì)算。
[0030]實(shí)例
[0031]實(shí)例1:米用磁塊(寬20謹(jǐn)，高10謹(jǐn)，厚3.5mm)，T型極靴(寬12謹(jǐn)，高10謹(jǐn)，厚1_，其中T型臺階0.5mm)和滑軌(可滑動范圍20mm)構(gòu)成永磁聚焦系統(tǒng)，聚焦系統(tǒng)磁周期為9mm，聚焦帶狀電子注。
[0032]在本實(shí)例中，帶狀電子注傳輸方向不同位置的截面形狀圖如圖2所示。從圖2我們可以看出，本發(fā)明適用于帶狀電子注的周期永磁聚焦系統(tǒng)可以對帶狀電子注在厚度方向以及寬度方向進(jìn)行聚焦，從而使得帶狀電子注穩(wěn)定傳輸，并且實(shí)現(xiàn)較高的流通率。
[0033]實(shí)例2:采用橢圓柱形磁塊(長軸20mm，短軸10mm，厚3.5mm)，T型極靴(寬8mm，高10mm，厚2mm，其中T型臺階0.5mm)和滑軌(可滑動范圍20mm)構(gòu)成永磁聚焦系統(tǒng)，聚焦系統(tǒng)磁周期為11_，聚焦帶狀電子注。
[0034]盡管上面對本發(fā)明說明性的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于【具體實(shí)施方式】的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于帶狀電子注的周期永磁聚焦系統(tǒng)，包括極靴和磁塊，其特征在于，還包括兩套樓梯型滑軌； 所述極靴為T型，樓梯型滑軌中間空開位置卡有T型極靴，T型極靴不能夠縱向即滑軌長度方向滑動，只能夠橫向滑動以在寬度方向(X方向)約束帶狀電子注，而相鄰兩個(gè)T型極靴之間放置磁塊，從而使得極靴和磁塊交錯(cuò)放置； 極靴為高純度的鐵或其他導(dǎo)磁材料加工而成，一般為截面為T型，用于引導(dǎo)磁場向特定即I方向傳輸；磁塊為永磁，為極靴提供磁能； 滑軌為鋁、不銹鋼等不導(dǎo)磁材料加工而成； 磁塊充磁方向?yàn)檠貛铍娮幼鬏敺较?Z方向即滑軌長度方向)，任意相鄰兩磁塊磁場方向相反；極靴用于導(dǎo)磁，故而極靴產(chǎn)生帶狀電子注厚度方向的磁場(y方向)，即垂直于帶狀電子注的帶狀表面，并且任意相鄰兩極靴磁場方向相反； 在帶狀電子注寬度上下沿傳輸方向兩面各放置一套樓梯型滑軌，上下樓梯型滑軌以帶狀電子注寬度上下沿傳輸方向鏡像放置，其上的極靴、磁塊也成鏡像配置，使上下極靴產(chǎn)生的磁場方向相對，使帶狀電子注約束在兩套樓梯型滑軌之間； 極靴產(chǎn)生磁場的周期和幅值，根據(jù)帶狀電子注的電流大小、截面寬高比，進(jìn)而計(jì)算。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于帶狀電子注的周期永磁聚焦系統(tǒng)，由于任意相鄰兩極靴磁場方向相反，并且磁場方向垂直于帶狀電子注的帶狀表面，同時(shí)，兩套樓梯型滑軌以帶狀電子注寬度上下沿傳輸方向鏡像放置，其上的極靴、磁塊也成鏡像配置，在故而帶狀電子注在厚度方向被聚焦，使之不再沿厚度方向擴(kuò)散。此外，通過調(diào)節(jié)(橫向移動)被滑軌卡住極靴，從而使得上下兩套樓梯型滑軌上的極靴能夠在帶狀電子注截面兩端產(chǎn)生磁場，并且該磁場能夠?qū)﹄娮幼挾确较蚓劢?，通過滑動極靴，能夠調(diào)節(jié)電子注截面兩端磁場大小，從而使得寬度方向得到合適的聚焦，這樣帶狀電子注穩(wěn)定傳輸，并且實(shí)現(xiàn)較高的流通率。
【IPC分類】H01J23-087
【公開號】CN104851766
【申請?zhí)枴緾N201510278381
【發(fā)明人】王戰(zhàn)亮, 劉紅偉, 魏元璋, 石先寶, 宮玉彬, 黃華
【申請人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月27日