[發明專利]一種帶狀注感應輸出管

無效

• 申請號: 201410409518.0
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104134595A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 鐘勇;王勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: H01J23/00
• 分類號: H01J23/00;H01J25/04
• 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

本發明涉及電真空技術領域，尤其涉及一種帶狀注感應輸出管。

背景技術

在UHF波段的電視發射機家族中，除已成熟并最早使用的陶瓷電子管，不斷改進以提高效率的速調管，以及日漸完善的高可靠性全固態發射機外，1993年國際上又出現了采用IOT(Inductive?Output?Tube，簡稱感應輸出管)的電視發射機，引起了廣播電視工業界的高度重視，與以往的電視發射機相比，采用IOT的電視發射機具有價格及維護成本低、效率高等突出特點，引起了人們的廣泛注意。

感應輸出管(IOT)，也稱速調四極管(klystrode)，它將微波四極管和速調管的優點結合起來，是一種緊湊型低頻大功率微波放大器件，是將靜電控制管與速調管相互結合而成的一種密度調制微波管。在IOT中，輸入諧振腔在柵極和陰極間產生高頻電場，控制熱陰極的電子發射，獲得密度調制的電子注。密度調制電子注經過加在柵極與陽極間的高壓加速后，穿過一段漂移空間后進入輸出諧振腔，并在輸出諧振腔間隙上感應出高頻電壓；密度調制電子注與輸出腔高頻電壓相互作用獲得高頻放大，放大的高頻功率經輸出傳輸線輸出。

與速調管相比，IOT具有體積小、重量輕、效率高等優點，特別適合于低頻段應用。與微波三、四極管相比，IOT可以工作在更高的頻率、更大的功率，具有更高的增益。

近年來，數字電視發射機、粒子加速器、雷達和通信等應用領域對IOT提出了新的要求，迫切需要發展高頻率、高峰值功率、高效率、高增益和寬頻帶的新型結構的IOT。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提出了一種帶狀注感應輸出管，以實現高峰值功率和高增益的微波信號放大輸出。

為了實現這個目的，作為本發明的一個方面，本發明提供了一種帶狀注感應輸出管，包括：

柵控電子槍，用于實現電子束的發射和會聚；

輸入腔2，用于饋入微波信號，并形成高頻電場，將所述柵控電子槍發射的電子束調制成電子注；

輸出腔11，用于通過能量交換對輸入的所述微波信號進行放大輸出。

其中，所述柵控電子槍包括熱子1、帶狀注陰極3和柵極8，所述帶狀注陰極3發射電子束，柵極8對所述電子注進行會聚。

其中，在所述柵極8的柵網與所述帶狀注陰極3之間形成高頻電場，實現所述帶狀注陰極3發射電流的密度調制。

其中，所述帶狀注陰極3具有弧狀的發射面，在熱狀態下提供密度調制電子。

其中，所述輸出腔11采用啞鈴型擴展互作用結構。

其中，所述輸出腔11的啞鈴型擴展互作用結構中間隙的數量為N個，由N個單間隙的啞鈴型諧振腔通過在鼓包上開通槽實現耦合，其中N為正整數。

其中，所述輸出腔11的啞鈴型擴展互作用結構中間隙的數量為5個。

其中，所述輸出腔11的高頻微波通過輸出腔11的耦合孔10傳輸給輸出波導9。

作為本發明的另一個方面，本發明還提供了一種感應輸出管的輸出腔，其中所述輸出腔11采用啞鈴型擴展互作用結構。

其中，所述輸出腔11的啞鈴型擴展互作用結構中間隙的數量為N個，由N個單間隙的啞鈴型諧振腔通過在鼓包上開通槽實現耦合，其中N為正整數。

從上述技術方案可知，本發明的帶狀注感應輸出管，在提高帶寬、增益和功率方面有其獨特的優勢，解決了傳統速調管在低頻段體積大、成本高、維護復雜的缺點；與微波三、四極管相比，IOT可以工作在更高的頻率、更大的功率、效率，具有更高的增益；同時也解決了傳統感應輸出管增益低、頻帶窄和功率小的不足；此外，采用啞鈴型擴展互作用輸出腔的感應輸出管具有較高的功率、增益和效率，結構更加簡單易行。

附圖說明

圖1為本發明的帶狀注感應輸出管(IOT)的結構示意圖；

圖2為本發明的帶狀注陰極的結構示意圖；

圖3a、3b、3c分別為本發明的啞鈴型擴展互作用諧振腔的窄邊方向結構示意圖、寬邊方向結構示意圖和橫向剖面圖；

圖4為本發明的啞鈴型擴展互作用輸出腔的結構示意圖。

附圖標記說明：

1、熱子，2、輸入腔，3、帶狀注陰極，4、同軸輸入電纜，5、高頻扼流圈，6、陽極，7、電子槍絕緣瓷，8、柵極，9、輸出波導，10、耦合孔，11、輸出腔，12、收集極絕緣瓷，13、帶狀電子束，14、收集極。

具體實施方式