[發明專利]一種輸出功率高的磁控管

有效

• 申請號: 201110220448.0
• 申請日: 2011-08-03
• 公開（公告）號: CN102339707A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 王彩育;鐘立松;陳慶華;王賢友
• 申請（專利權）人: 廣東威特真空電子制造有限公司
• 主分類號: H01J23/05
• 分類號: H01J23/05;H01J23/027
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明

技術領域

?本發明涉及磁控管，特別是一種用于微波爐、工業微波設備等的5.8GHz頻段的輸出功率高的磁控管。

背景技術

磁控管是產生微波的真空電子管，因為振蕩效率高，微波輸出功率大，除了廣泛應用于家用微波爐以外，還廣泛用作工業加熱、化學處理等微波處理設備的微波發生源。而隨著微波技術的發展，需要更高頻率的磁控管如5.8GHz頻段的連續波磁控管作為微波功率源，以提高微波與介質材料作用時的轉換效率，提高生產效率，實現節能環保。

附圖1是用于現有一般性微波爐的磁控管剖面圖，圖2是圖1中的陽極

諧振系統剖面圖，圖3是圖1中的陽極諧振系統主視圖。從圖中可知，磁控管一般由陽極部件、陰極部件、輸出部件以及形成磁回路等部件構成。如圖所示，磁控管中央部分安裝陰極部件，與其同軸地安裝的陽極部件。陰極部件包括帶有屏蔽帽的中心支桿組件和邊支桿組件以及繞在中心支桿組件上的螺旋狀燈絲2；陽極部件是由陽極筒1、葉片11、大交連環12、小交連環13以及天線構成；在陽極部件的軸向方向對稱地安裝一對錐形的磁極3，磁極3與磁鐵和外部支架組件以及安裝底板構成磁回路。

作為現有技術中的2.45GHz頻段的磁控管振蕩本體部份的主要尺寸，主

要按如下設定：即葉片11的片數為10片，在葉片11的陰極部側的前端部（葉片端部）內接圓的直徑2ra為8.8～9.2mm的范圍，燈絲2的外周直徑dc為?3.8～4.0mm范圍，且陰極部直徑與陽極部直徑之比是在0.44～0.46范圍內，葉片11的管軸方向的高度為8.8～9.5mm的范圍，葉片11厚度t與陰極部側的葉片前端的相鄰間隔w之比t/w是在2.2～2.6范圍內。

另外，這樣的配置，即固定在陽極筒1兩側部對稱安裝的錐狀磁極3底部的相互間隔為11.5～13mm的范圍內，在陰極部和輸出部外側安裝的兩個環狀磁鐵經錐狀磁極聚磁后，在陰極部與陽極部間的互作用空間產生的磁通量密度為160～200mT。

磁控管的振蕩頻率是由磁控管的振蕩本體部份決定，其微波輸出功率和效率是與外加的電場和磁場以及陽極部和陰極部的結構和陰極部的性能所決定。近年來，為提高微波與介質材料作用過程的的微波-熱轉換效率，并使微波設備實現小型化，因而力圖開發更高頻率的磁控管，如ISM頻段中的5.8GHz頻段的磁控管。故以往結構的磁控管只適合工作在2.45GHz頻段，需要重新設計出適合在5.8GHz頻段工作的磁控管。

發明內容

本發明的目的在于提供一種5.8GHz頻段的輸出功率高的磁控管，實現穩定振蕩，微波輸出功率高且適合微波設備小型化，其陽極工作電壓與現有2.45GHz頻段微波爐磁控管通用，能使其方便地與現有微波設備中的供電電源相通用，而無需另外開發配套的供電電源。

實現本發明目的的技術方案是：一種輸出功率高的磁控管，包括有陽極部件、陰極部件，陽極部件包括圓柱狀的陽極筒、固定在陽極筒內壁表面上呈放射狀的若干陽極葉片和置于陽極筒內的大交連環、小交連環以及輸出天線，所述陽極葉片的數量為偶數，陰極部分包括有與陽極部件同軸裝配的中心支桿組件及繞在中心支桿組件上的螺旋狀燈絲，陽極部件的軸向方向上對稱地安裝一對軟磁材料的錐形磁極，在所述磁極的外側分別安裝有陰極電源輸入部件和微波功率輸出部件，在陰極電源輸入部件和微波功率輸出部件外同軸地安裝一對環狀永磁鐵與上述對稱安裝的磁極構成磁回路，其特征是，所述陰極的螺旋狀燈絲的外徑在4.0～5.0mm的范圍內，所述葉片的陰極部側的前端部內接圓的直徑da在6.5mm～8mm范圍內，且上述相鄰陽極葉片的陰極側頂端部的間隔w與陽極葉片的材料厚度t滿足如下關系式：

1.0<t/w<2.0。

上述陽極葉片沿陽極筒軸方向的高度ha是在7.5～8.5mm范圍內。

上述輸出部件中的微波輸出天線底部與所述陽極葉片之一相連接，且與小交連環直接電連接，其經過端部空間和通過磁極孔的有效電長度為20～30mm。

在陽極筒兩側對稱安裝的兩個錐狀磁極底部間距離hd是在13.5～16mm范圍內。

同軸地安裝在輸出部件和陰極部件外側的環狀磁鐵經錐狀磁極聚磁后沿陽極部件中心軸線部的互作用空間處的磁通量密度Bg為280～350mT。

陽極筒內壁的直徑在20～30mm范圍內。

大交連環內徑面與小交連環外徑面的間距s在0.5～1.0mm范圍內，能使π模振蕩的N/2模式與相鄰非π模振蕩的N/2-1的頻率分隔度為16%以上，從而維持磁控管的穩定工作。