[發(fā)明專利]一種陰極可調(diào)式雙陽極磁控電子槍

有效

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• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102800544A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設計）人: 鄢然;羅勇;屈曉斌;王麗;王建勛;李焱昭
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01J23/06
• 分類號: H01J23/06
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 詹福五

技術領域

本發(fā)明屬于高功率微波、毫米波、亞毫米波技術領域中的雙陽極磁控電子，槍特別是一種與真空回旋管配套用的陰極可調(diào)式雙陽極磁控電子槍。

背景技術

回旋管是上世紀六十年代由前蘇聯(lián)科學家利用電子回旋諧振受激輻射這一機理做出的，也是第一個重點發(fā)展的電子回旋脈塞器件，由于回旋管在毫米波及亞毫米波頻段所表現(xiàn)出來的卓越性能，為毫米波、亞毫米波在雷達與制導系統(tǒng)、電子戰(zhàn)、毫米波通信、高功率微波系統(tǒng)、受控熱核聚變等領域的應用起到了很大的推動作用，因此得到了世界各國的重視，并先后開展了回旋管的理論和應用研究。回旋管是通過電子在真空中的運動將電子所攜帶的直流電能轉(zhuǎn)換成微波能量的器件。電子槍產(chǎn)生電子注，電子注在高頻結(jié)構(gòu)中與高頻場相互作用，將直流能量轉(zhuǎn)化成高頻能量。在回旋管器件中，由于互作用區(qū)的注波互作用發(fā)生在電磁波橫向電場與電子注橫向能量之間，同時整個管子要求電子槍產(chǎn)生高電流密度，層流性好的電子注，因此，如何產(chǎn)生高橫縱速度比、較低的速度離散的回旋電子注就成為回旋管器件的重要性能。目前用于回旋管的電子槍，大部分都是磁控注電子槍。磁控注入槍(MIG)的主要工作原理是：在溫度限制下的環(huán)狀陰極產(chǎn)生的空心電子注在傾斜電場與縱向磁場的共同作用下，產(chǎn)生一個初始的回旋運動。這個時候，電子的橫向能量比較小，經(jīng)過一段縱向磁場緩慢上升的過渡區(qū)，在絕熱壓縮情況下回旋電子注的電流密度增大，電子注半徑減小，而橫向能量逐漸增加。電子注中的電子同時具有縱向速度和橫向速度，當電子的橫向速度和縱向速度之比達到要求時，進入注波互作用區(qū)，與電磁波交換能量。由于電子注的質(zhì)量對回旋管注波互作用效率的影響極大，為了獲得更好的互作用效率，要求電子注的速度離散盡可能的小。而影響磁控注入電子槍速度離散的一個主要因素是陽極與陰極間的相對位置，如果生產(chǎn)及使用中陰極與陽極的相對位置與設計位置之間出現(xiàn)偏差，速度離散會顯著增大。

常規(guī)雙陽極磁控電子槍的結(jié)構(gòu)（如圖1）包括：電子槍殼體及其底座，含電熱絲及其引出線、電熱絲套筒及其絕緣填充物在內(nèi)的電熱絲組件以及將電熱絲套筒固定于電子槍殼體內(nèi)的帶固定套的支撐筒，含前形成極、陰極發(fā)射環(huán)、后形成極在內(nèi)的陰極及其固定環(huán)板，設于陰極前端并罩于陰極上的第一陽極及其固定環(huán)，緊固于殼體前端的第二陽極。該電子槍內(nèi)的支撐筒的后部緊固于底座中心孔內(nèi)、電熱絲組件通過其支撐筒固定于電子槍殼體內(nèi)的軸線上，電子槍陰極則通過其固定環(huán)板緊固于電熱絲套筒前端，電子槍第一陽極嵌入電子槍殼體前端內(nèi)壁中并罩于陰極上后、通過其固定環(huán)及殼體端口緊固于殼體內(nèi)，第二陽極通過其后端緊固于殼體的前端口上。專利號為200810114538.X、發(fā)明名稱為《抑制回旋管放大器雙陽極磁控式注入電子槍區(qū)振蕩的方法》即屬于此類雙陽極磁控電子槍，該類電子槍的陰極通過其支撐筒與電子槍焊接成一體，其它各部件亦是相對固定的，因此在電子槍的制造與裝配過程中一旦電子槍的陰極與陽極的相對位置出現(xiàn)偏差、即無法調(diào)整，且在工作過程中因各部件受熱不均勻引起的熱變形或因工作電流和電壓變化過大，造成陰、陽極的相對位置改變，均將導致陰極表面電場改變、電子槍工作時的電子初始速度離散增大，使回旋管注波互作用效率降低等弊病的發(fā)生。因而、此類電子槍存在速度零散大，很難滿足使用中速度離散小于3%的要求，回旋管注波互作用效率低等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對背景技術存在的缺陷，改進設計一種陰極可調(diào)式雙陽極磁控電子槍，該電子槍可根據(jù)工作狀況調(diào)節(jié)陰、陽極的相對位置，有效降低電子槍工作時縱向速度離散性，以獲得性能優(yōu)良的電子注、提高后續(xù)回旋管注波互作用的功率和效率等目的。