[發明專利]磁控管陰極

在審

• 申請號: 201310416884.4
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103681175A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 克萊夫·羅伯茨;羅伯特·查爾斯·洛奇
• 申請（專利權）人: E2V技術(英國)有限公司
• 主分類號: H01J23/05
• 分類號: H01J23/05
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 惠磊;鄭霞

技術領域

本發明涉及磁控管陰極以及包括該陰極的磁控管。

背景技術

磁控管是產生高頻功率的設備。在一種類型的磁控管中，陰極以大體同軸的布置被陽極包圍。陽極包括諧振陽極空腔，諧振陽極空腔可以例如通過多個徑向延伸的陽極葉片或通過一些其他構造限定，且陰極表面和陽極葉片尖端之間的空間提供互相感應空間。在操作中，電場在陽極和陰極之間確立，且磁場設置成橫向于電場。來自陰極的電子被電場和磁場作用。諧振在陽極空腔中建立以產生通過合適的耦合機構從陽極空間提取的高頻能量。

一種已知磁控管在圖1中以縱向剖面示意性示出。磁控管包括同軸地包圍沿其縱向軸線布置的陰極2的大體環形空腔1。陽極3包括八個葉片4和空腔1的壁5。兩個磁極件6和7布置在陰極2的相對端且設計成產生在磁控管的互相感應的區域中的實質上軸向的場。U形件8提供用于磁通的返回路徑。陽極條組9被包括以連接葉片4中交替的一些從而控制磁控管諧振模式。

發明內容

根據本發明第一方面，磁控管陰極包括：含有電子發射材料（electron?emissive?material）的圓柱形陰極主體以及布置成支撐陰極主體的支撐結構。支撐結構具有縱向軸線且包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有與第一端帽一體形成的第一圓柱體，所述第二部分具有與第二端帽一體形成的第二圓柱體。所述第一圓柱體和所述第二圓柱體具有在縱向軸線方向的重疊區域且連接在一起，所述陰極主體圍繞所述支撐結構的所述第一部分的所述第一圓柱體定位且通過焊接連接部連接到第一圓柱體。第一圓柱體的外表面在所述焊接連接部處開槽。

根據本發明的磁控管陰極可具有結構上強健且相對硬的構造。這在例如機械應力導致的運動可導致輸出改變且導致不期望的計量改變的X射線放射療法應用中尤其有利。強健且相對硬的結構有助于抵消這些不期望的影響。根據本發明的磁控管陰極可有利地用于X射線斷層照相，或其他涉及資源運動的應用中，以提供一致的輸出，甚至在例如涉及旋轉的應力時。磁控管部件之間的相對運動可導致輸出頻率的偏移和其他不期望的結果中。根據本發明的具有支撐結構的磁控管陰極可解決這些問題。其還可提供比常規結構的磁控管陰極更輕的輕質磁控管陰極，因為本發明方法可獲得的另外的硬度。根據本發明的實施方式還可以在其他應用中是有益的。

另外，根據本發明的磁控管陰極的構造趨向于便于制造磁控管陰極，因為端帽和圓柱體部分的整體性質以及重疊區域可提供在組裝中的自夾緊，導致更精確的最終尺寸以及重復性且因此影響陰極的質量。而且，端帽和圓柱體部分的整體性質提供這些部分之間的固定關系，而無論例如在操作中陰極需要如何的運動，這對磁控管的一致輸出是期望的。這還在船運中是有用的以減少處理或船運期間陰極干擾或運動的風險，這再次對于操作磁控管是有益的。

端帽有時稱為端件，用于幫助約束磁控管陽極和陰極之間的空間中的電子。實施方式可包括配置有彎曲表面或平表面的端帽部分。

支撐結構的第一部分的第一圓柱體的帶凹槽外表面可在組裝之前包括有焊接材料。在加熱以形成與陰極主體的焊接連接部之后，在其后的磁控管操作期間，帶凹槽外表面可通過提供焊接部件之間的鍵合來幫助維持結構完整性，因為焊接材料的一些可保持在凹槽中。另外，凹槽的構造可被選擇以提供在制造中焊接材料相對一致的分布，這可以是有利的，例如，因為其趨向于允許磁控管陰極發射區域的精確定位。

在一個實施方式中，多個周向凹槽被包括在支撐結構圓柱體的外表面中在與陰極主體的焊接連接部處。凹槽中每個或一些可以是連續的。如果一些或所有凹槽是不連續的，則凹槽可被對齊使得鄰近凹槽中的不連續性可定位在圓周處的不同位置，以給予交錯的構造。

在一個實施方式中，所述第一圓柱體的外表面包括在與陰極主體的焊接連接部處的至少一個螺旋凹槽。這提供了在組裝過程期間焊接材料的縱向和周向分布的源，且還可提供在縱向和周向方向上的機械支撐。

在一個實施方式中，使用交叉的螺旋和周向凹槽的組合。在其他實施方式中還可使用其他凹槽構造。

凹槽輪廓在凹槽區域不同部分處可以是V形的、U形的或V和U形凹槽的組合。其他輪廓或輪廓組合可被使用，例如，輪廓可以是具有相對于彼此成直角的平壁的三面溝槽。

在一個實施方式中，第一和第二圓柱體的重疊區域在縱向軸線方向上定位成相對于到所述支撐結構的中心更靠近所述支撐結構的一端。在另一實施方式中，重疊區域中心地定位且在另一實施方式中，其沿著第一和第二圓柱體的實質上整個長度是延伸的。后者的構造提供良好的強度和硬度，但是需要更多材料且可能較重，這對于某些應用是不期望的。