[發(fā)明專利]微波真空電子器件中電子注通過率的測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210090650.0
• 申請(qǐng)日: 2012-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN103364701A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范俊杰;朱方;范旭東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01R31/25
• 分類號(hào): G01R31/25
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子行業(yè)電真空器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微波真空電子器件中電子注通過率的測(cè)量方法。

背景技術(shù)

電真空器件是一類在真空或氣體介質(zhì)中，利用電子注與高頻電磁場(chǎng)相互作用而實(shí)現(xiàn)微波功率放大與轉(zhuǎn)換功能的有源電子器件。微波真空電子器件的主要類型包括：速調(diào)管、行波管、磁控管、回旋管以及正交場(chǎng)放大管等，被廣泛用作雷達(dá)、加速器、遙感、通信、導(dǎo)航、廣播電視等系統(tǒng)的大功率發(fā)射源。

在微波真空電子器件中，為保證電子注與高頻場(chǎng)之間的充分作用，通常要求電子注在真空管的互作用區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)高的通過率。但由于受到真空管互作用區(qū)的聚焦磁場(chǎng)分布以及電子注波動(dòng)、層流性等條件的限制，電子注通過率在通常情況下很難達(dá)到100％，需要在器件的測(cè)試或工作過程中加以監(jiān)測(cè)，以判斷微波真空電子器件的高頻特性是否受到影響。

目前已知的微波真空電子器件電子注通過率的測(cè)量方法主要有兩種：一是電流測(cè)量法，其技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段是對(duì)真空管的收集極與管體之間進(jìn)行絕緣處理，分別測(cè)量電子注在真空管管體上的截獲電流和在收集極上的截獲電流，通過計(jì)算二者比值而求得電子注通過率。二是溫度測(cè)量法，主要針對(duì)收集極和管體之間沒有絕緣的真空管，通過測(cè)量管體冷卻水的溫度差異，來判斷電子注的截獲情況，或者在管體和收集極上安裝多個(gè)熱電偶，通過溫度分布確定電子注在管體上的耗散。但上述兩種方法尚存在一些不足。

在第一種方法中，在真空管中進(jìn)行絕緣處理的手段通常是在金屬之間焊接絕緣陶瓷，相對(duì)于真空管管體和收集極等部件的金屬組成材料，陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度較低，脆度較高，密度較小，且真空管的收集極部件為達(dá)到吸收功率高、散熱好等性能要求，通常其體積和重量都較大，絕緣陶瓷的引入無疑增加了制管工藝的復(fù)雜性，是真空管結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)，在一定程度上降低了真空管整體的堅(jiān)固性。事實(shí)上，在運(yùn)輸或貯存過程中，發(fā)生收集極處絕緣陶瓷破裂故障的真空管不在少數(shù)。另外，該方法本質(zhì)是以電子數(shù)目來統(tǒng)計(jì)電子注通過率，而非電子注能量通過率，當(dāng)電子注在管體打出二次電子時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定誤差。

在第二種方法中，溫度測(cè)量法雖可避免使用絕緣陶瓷，但是在真空管熱測(cè)或工作過程中，真空管作為一個(gè)整體器件，其管體、收集極乃至電子槍處產(chǎn)生的熱量會(huì)彼此之間相互傳導(dǎo)并且向周圍空間輻射，這可能會(huì)影響真空管各個(gè)部件的溫度分布，引起測(cè)量誤差，使溫度測(cè)量方法的應(yīng)用以及準(zhǔn)確性受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

為解決上述的一個(gè)或多個(gè)問題，本發(fā)明提供了一種測(cè)量微波真空電子器件電子注通過率的系統(tǒng)，以提高電子注通過率測(cè)量的準(zhǔn)確性。

(二)技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種微波真空電子器件中電子注通過率的測(cè)量方法，該測(cè)量方法包括：

在微波真空電子器件冷卻循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)置熱電偶，該熱電偶可將冷卻循環(huán)系統(tǒng)中冷卻前后循環(huán)水的溫差轉(zhuǎn)換為溫差電動(dòng)勢(shì)；在微波真空電子器件的加壓電路收集極端設(shè)置總電流表，以測(cè)量電子注平均電流值；在加壓電路陰極端外置示波器，以測(cè)量脈沖高壓瞬時(shí)波形；在微波真空電子器件中電子注產(chǎn)生前后，由熱電偶測(cè)得第一溫差電動(dòng)勢(shì)和第二溫差電動(dòng)勢(shì)；在一個(gè)電子注脈沖周期內(nèi)，由總電流表記錄電子注平均電流，由示波器記錄電子注脈沖電壓波形；將第一溫差電動(dòng)勢(shì)和第二溫差電動(dòng)勢(shì)分別對(duì)應(yīng)的熱功率的差值作為微波真空電子器件管體上截獲電子的平均耗散功率P_b；由電子注平均電流和電子注脈沖電壓波形獲得電子注的總平均功率P₀；由微波真空電子器件管體上截獲電子的平均耗散功率P_b和電子注的總平均功率P₀，獲得微波真空電子器件的電子注通過率：

Te=1-PbP0.]]>

(三)有益效果

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明微波真空電子器件電子注通過率的測(cè)量方法具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明中，采用外部功率替代的功率校準(zhǔn)方法，有效消除了管體向其他部件熱傳導(dǎo)及空間熱輻射、水流入口和出口處等的熱損耗等引起的測(cè)量誤差，提高了系統(tǒng)準(zhǔn)確度；