[發(fā)明專利]一種用于行波管的矩形螺旋線慢波結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110690089B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 閆明伍
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇師大半導體材料與設備研究院（邳州）有限公司
• 主分類號: H01J23/27
• 分類號: H01J23/27;H01J23/00;H01J25/34
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種用于行波管的自由矩形螺旋線慢波結(jié)構(gòu)，包括金屬管，所述金屬管內(nèi)壁上固定連接夾持桿，所述夾持桿另一端固定連接螺旋線，所述螺旋線由多個不閉合的矩形線圈構(gòu)成，多個所述矩形線圈之間通過連接桿垂直連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設計合理，使用方便，通過將行波管中的慢波結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)的圓形螺旋線改成矩形螺旋線，增大夾持桿與螺旋線和金屬管的接觸面積，減少了接觸面的空隙，降低熱阻，從而增大螺旋線慢波結(jié)構(gòu)的散熱能力；由于散熱能力增加以及在金屬管外壁上設置多個緊固貼片，防止慢波結(jié)構(gòu)發(fā)生形變，影響行波管的穩(wěn)定性；采用垂直連接的矩形線圈構(gòu)成螺旋線，容易加工，提高工作效率的同時，增加了慢波結(jié)構(gòu)的帶寬。

技術領域

本發(fā)明主要涉及電力裝備技術領域，特別涉及一種用于行波管的矩形螺旋線慢波結(jié)構(gòu)。

背景技術

行波管是靠連續(xù)調(diào)制電子注的速度來實現(xiàn)放大功能的微波電子管。在行波管中，電子注同慢波電路中行進的微波場發(fā)生相互作用，在長達6～40個波長的慢波電路中電子注連續(xù)不斷地把動能交給微波信號場，從而使信號得到放大。行波管讓電子穿過一個長慢波結(jié)構(gòu)。由于作用時間長，增益很高，同時沒有諧振腔，工作帶寬大大增加。行波管(TWT)的功用在于將微波訊號放大；待放大的微波信號經(jīng)輸入能量耦合器進入慢波電路、并沿慢波電路行進；電子與行進的微波場進行能量交換、使微波信號得到放大。

螺旋線行波管的慢波結(jié)構(gòu)是行波管的核心，它直接決定了行波管的輸出功率和穩(wěn)定性。常見的螺旋線慢波結(jié)構(gòu)由金屬管、螺旋線和夾持桿構(gòu)成。物體導熱熱阻的表達式為dR＝dσ/(λA)，其中dσ為導熱路徑，λ為熱導率，A為導熱面積，由公式可以看出，在其他變量一致時，導熱面積越大，熱阻越小，散熱效果越好。而實現(xiàn)慢波結(jié)構(gòu)高效率輸出的關鍵是能否成功的設計和制造出良好的導熱界面，螺旋線與夾持桿以及夾持桿與金屬管之間的界面是限制行波管散熱能力的關鍵。

而螺旋線與夾持桿以及夾持桿與金屬管之間大部分為硬連接，由于金屬管和螺旋線的橫截面均為圓形，故夾持桿與金屬管和螺旋線在連接時會產(chǎn)生空隙，加上接觸面積比較小，使其連接界面的熱阻較大，接觸處的熱阻對熱量傳導的阻礙作用最大，使螺旋線的熱量難以傳導出去。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于行波管的矩形螺旋線慢波結(jié)構(gòu)，用以解決上述北京技術中剔除的慢波結(jié)構(gòu)熱阻過大，散熱效果差的的技術問題。

本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案為：一種用于行波管的矩形螺旋線慢波結(jié)構(gòu)，包括金屬管，所述金屬管內(nèi)壁固定連接夾持桿，所述夾持桿另一端固定連接螺旋線，所述螺旋線由多個不閉合的矩形線圈構(gòu)成，多個所述矩形線圈之間通過連接桿垂直連接；所述金屬管內(nèi)外壁之間為真空腔體，所述真空腔體內(nèi)設散熱機構(gòu)。

優(yōu)選的，所述夾持桿共設四根，且四根所述夾持桿分別固定連接在螺旋線的四個面上。

優(yōu)選的，所述夾持桿與所述螺旋線的接觸面積大于所述夾持桿與所述金屬管內(nèi)壁的接觸面積，即所述夾持桿為“T”字形。

優(yōu)選的，所述螺旋線內(nèi)部設有電子束通道，且所述電子束通道可通過1-3條電子束。

優(yōu)選的，所述散熱機構(gòu)包含多根熱管，多根所述熱管內(nèi)部為真空狀態(tài)，且其由蒸發(fā)段、絕熱段、散熱段和內(nèi)部的液體構(gòu)成，所述散熱段上設有吸液芯。

優(yōu)選的，三根所述熱管為一組，多組所述熱管均勻分布在所述真空腔體的四個側(cè)面上，所述蒸發(fā)段設置在所述夾持桿與所述金屬管的連接處，所述散熱段固定連接所述金屬管。

優(yōu)選的，所述金屬管和所述電子束通道的橫截面均為矩形，且所述金屬管外壁上設有多個緊固貼片。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：(1)本發(fā)明結(jié)構(gòu)設計合理，使用方便，通過將行波管中的慢波結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)的圓形螺旋線改成矩形螺旋線，增大夾持桿與螺旋線和金屬管的接觸面積，減少了接觸面的空隙，降低熱阻，從而增大螺旋線慢波結(jié)構(gòu)的散熱能力；