[發明專利]一種扁平式多級降壓收集極

有效

• 申請號: 201310529554.6
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103681174A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 王自成;唐伯俊;劉青倫;謝文球;馬晶晶;潘浩;李現霞;田宏
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: H01J23/027
• 分類號: H01J23/027
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明屬于真空電子器件領域，尤其涉及一種扁平式多級降壓收集極。

背景技術

行波管是微波電真空器件家族的重要成員之一，它是利用電磁波在行波管的互作用區與電子注發生相互作用而放大電磁波的器件。行波管一般包括電子槍、磁聚焦系統、慢波結構、輸能裝置、單級或多級降壓收集極五個部分組成。其中，多級降壓收集極是各類行波管及某些速調管的關鍵部件，其作用是回收經過注-波互作用后的電子注中的剩余動能，從而大大提高器件的總效率。

由于行波管的頻帶寬，且功率和效率都較高，因此在電子對抗、電子戰、雷達、氣象觀測、空間測量及衛星通信等領域具有廣泛的應用。一般說來，各種應用對行波管等器件的要求不盡相同。但是，總的說來，更高的功率和更高的效率是各種應用所呈現出來的共同趨勢。特別是對于空間測量及衛星通信用的空間行波管，由于能量供應的有限性，提高行波管的效率成為行波管研制與生產首先要關注的問題。

眾所周知，多級降壓收集極可以大大提高行波管等真空電子器件的效率。當然，多級降壓收集極的概念早在上個世紀40年代就提出了，但在上個世紀60年代后才獲得較廣泛的應用。在上個世紀末，國外陸續發表了一些關于多級降壓收集極的報告或論文。在這個時期，多級降壓收集極獲得了更廣泛的應用，使得行波管的總體效率從原來的20％-30％提高到40％-55％。本世紀開始后，行波管在空間應用中顯示出巨大潛力。為了進一步提高行波管的效率，對多級降壓收集極的研究進入到了一個新的高潮。

近年來，出現了一種新的集成化、模塊化和小型化的微波功率模塊的概念，并迅速達到了實用化水平。

微波功率模塊的概念起源于美國一個電子器件委員會(AGED)對寬動態范圍的微波功率放大器模塊的需求與適應性的定義，這種定義是提高了為雷達及電子對抗開發的固態MMIC收發器(T／R)的性能。該委員會建議的微波功率模塊的原理如圖1所示。由圖1可知，微波功率模塊是把電真空功率放大器、固態驅動器和集成電源調制器集成在同一個包裝件內的功率模塊。微波功率模塊將繼承電真空技術和固態電子技術的優點，使總的性能大大提高，被稱作兩種技術的“天作之合”(marriage?made?in?heaven)，又被譽為雷達發射機的“超級組件”(Super?Component)。

微波功率模塊的最主要特點就是小型化。比如，Northrop?Grumman?Corporation的6-18GHz微波功率模塊的體積僅為175mm×140mm×20mm。這就意味著安裝在該微波功率模塊內的行波管(電真空功率放大器)的直徑應該小于20mm。而正如本行業所周知的那樣，行波管的直徑最大的部分一般是多級降壓收集極部分。尤其是因為多級降壓收集極的直徑越大，越容易實現高效率，因此高效率的多級降壓收集極的直徑往往達到40mm～60mm。這樣的收集極尺寸限制了其在微波毫米波功率模塊中的應用。

如上所述，微波功率模塊一般都是長方體形，其對尺寸的限制僅僅在一個方向上存在。

發明內容

鑒于此，本發明提出了一種扁平式小型化多級降壓收集極，其特點是采用長方體形的外殼及長方體形的各級收集極電極，從而縮小了多級降壓收集極在微波功率模塊所限制的方向上的尺寸，能夠滿足微波毫米波功率模塊的應用要求。

本發明提出的扁平式多級降壓收集，其包括：

多個收集極，其包括多個上下依次疊加的收集極，每個收集極的左側或右側具有一引線孔，前后兩側有定位脊；

絕緣陶瓷，其分為兩部分平板型結構，用于夾持所述多個收集極，且對應于每個收集極處具有的定位槽，與相應收集極的定位脊配合；

外殼，其為扁平式長方體形，用于封裝夾持有多個收集極的絕緣陶瓷；

尾蓋組件，其焊接在外殼的下端部，且其底部具有對應于多個收集極的引線部件，供從相應收集極引線孔引出的引線延伸至該扁平式多級降壓收集裝置外部。

本發明還提出一種具有如上所述的扁平式多級降壓收集極的電真空器件。

本發明還提出一種具有如上所述的電真空器件的微波毫米波功率模塊。

附圖說明

圖1是微波功率模塊的結構示意圖。

圖2是本發明實施例中扁平式三級降壓收集極結構示意圖。

圖3是圖2中AA面的剖面結構示意圖。

圖4是圖2中BB面的剖面結構示意圖。

圖5是圖2中CC面的剖面結構示意圖。

圖6是圖2中DD面的剖面結構示意圖。

圖7(a)、(b)是本發明實施例中第一收集極的結構示意圖。