专利名称：一种用于x波段45w空间行波管的慢波组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及真空电子器件技术领域，是真空电子器件的注波互作用组件，特别是 一种用于X波段45W空间行波管的慢波组件，采用该慢波组件能提高空间行波管互作用效 率，减小非线性失真。
背景技术：
空间行波管广泛地用于卫星、导航定位、军事测绘、微波遥感、电子侦察与对抗、数 据传输等方面，是军用和民用技术领域不可替代的重要器件[参考文献廖复疆主编，《真 空电子技术》(第二版)_信息化武器装备的心脏，国防工业出版社，北京O008)]。X波段45W行波管慢波组件部分按照传统的均勻螺线设计方法，通常互作用效率 只能达到13%左右；若采用相速负渐变技术，即在靠近输出端将螺线密绕，降低相速，使得 相速与已减慢了的电子注速度再同步，以提高互作用效率，这种方法虽然有可能将互作用 效率提高到20%以上，但这时非线性畸变将大大超出所能接受的数值。提高互作用效率、减小非线性畸变，是目前X波段45W行波管慢波组件急需解决的 课题。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的缺陷，提高注波互作效率，提供一种用于X波段 45W空间行波管的慢波组件，该慢波组件的结构能有效的提高互作效率，减小非线性失真。为实现上述目的，本发明的技术解决方案是—种用于X波段空间行波管的高效率慢波组件，其包括输入、输出慢波组件，使用 时，输入、输出慢波组件通过一过渡件共轴顺序固接相连；输入、输出慢波组件各包括螺旋 线、夹持杆和管壳；输入螺旋线总长度为82 83mm，分为三段，第一段为均勻螺距，第二段 为正渐变螺距，第三段均勻螺距；输出螺旋线总长度为88 89mm，分为五段，第一段为均勻 螺距，第二段为负渐变螺距，第三段为均勻螺距，第四段为负渐变螺距，第五段均勻螺距；输 入、输出慢波组件的三根夹持杆均布在输入、输出螺旋线的外周圆上，位于输入、输出管壳 内壁与输入、输出螺旋线之间；以实现电子束与高频场同步，确保互作用效率最大。所述的高效率慢波组件，其所述螺旋线材料为钼镀铜，夹持杆材料为氮化硼，管壳 材料为不锈钢；是采用热挤方式将螺旋线、夹持杆挤进管壳内固接，确保慢波组件具有良好 的接触。所述的高效率慢波组件，其所述输入螺旋线第一段均勻螺距为0. 55mm，长度为 70mm ；第二段正渐变螺距为0. 55到0. 58mm，长度为7mm ；第三段均勻螺距为0. 58mm，长度 为 6mm ；输出螺旋线第一段均勻螺距为0. 58mm,长度为5mm ；第二段负渐变螺距为0. 58 到0. 53mm，长度为15mm ；第三段均勻螺距为0. 53mm，长度为30mm ；第四段负渐变螺距为 0. 53到0. 43mm,长度为35mm ；第五段均勻螺距为0. 43mm,长度为4mm ；螺旋线表面镀铜，线宽为 0. 12mm。所述的高效率慢波组件，其所述输入、输出管壳内径为4. 2mm，外径为4. 6mm，输入 管壳长度为84mm，输出管壳长度90mm ；输入夹持杆长度为83mm，输出夹持杆长度为89mm，宽 度为1. 3mm，厚度为0. 4mm。所述的高效率慢波组件，其所述多根夹持杆，是螺旋线与管壳之间通过三根夹持 杆进行连接，三根夹持杆均布在同一个圆周上。所述的高效率慢波组件，其所述过渡件，为一连接管壳，连接管壳长度为2. 5mm，外 径为4. 2mm,内径为3. 8mm，连接管壳与输入、输出管壳相适配，输入、输出慢波组件通过连 接管壳固接相连。所述的高效率慢波组件，其所述连接管壳，为不锈钢材料制作。所述的高效率慢波组件，其所述输入、输出慢波组件通过连接管壳固接相连，是将 连接管壳插入输入、输出管壳相对的一端内，并将输入慢波组件和输出慢波组件相对端焊 接成一体，构成高效率慢波组件。本发明的一种用于X波段空间行波管的高效率慢波组件，采用了先进的正渐变与 负交替设计的方法，也就是在输出段的起始部位有一个相速增加段以补偿相位，而后是一 个相速减小段以提高效率。采用这种设计方法可使互作用效率提高到以上，而所有的 非线性畸变指标均能满足技术要求。本发明的一种用于X波段空间行波管的高效率慢波组件结构，有效的提高了 X波 段45W空间行波管的互作效率，减小了非线性失真。
图IA所示为本发明一种用于X波段空间行波管的高效率慢波组件的输入螺旋线 图；图IB所示为本发明一种用于X波段空间行波管的高效率慢波组件的输出螺旋线 图；图2所示为本发明一种用于X波段空间行波管的高效率慢波组件的输入夹持杆与 衰减器图，其中，粗黑色线部分为衰减器；图3所示为本发明一种用于X波段空间行波管的高效率慢波组件的输出夹持杆与 衰减器图，其中，粗黑色线部分为衰减器；图4所示为本发明一种用于X波段空间行波管的高效率慢波组件的输入管壳图；图5所示为本发明一种用于X波段空间行波管的高效率慢波组件的输出管壳图；图6所示为本发明一种用于X波段空间行波管的高效率慢波组件的输入慢波组件 图；图7所示为本发明一种用于X波段空间行波管的高效率慢波组件的输出慢波组件 图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。本发明的一种用于X波段空间行波管的高效率慢波组件，由螺旋线2、夹持杆(3根)3和管壳1等部件组成，螺旋线2材料为钼镀铜，夹持杆3材料为氮化硼，管壳1材料为 不锈钢。其中，螺旋线2由输入螺旋线、输出螺旋线组成。图IA所示为本发明的输入螺旋 线图，输入螺旋线分为三段，第一段(从左端起)为均勻螺距，均勻螺距为0. 55mm，长度为 70mm ；第二段为正渐变螺距，正渐变螺距为0. 55到0. 58mm，长度为7mm ；第三段均勻螺距， 均勻螺距为0. 58mm，长度为6mm，螺线表面需镀铜。图IB为本发明的输出螺旋线图，输出螺旋线分为五段，第一段(从右端起)为 均勻螺距，均勻螺距为0. 58mm,长度为5mm ；第二段为负渐变螺距，负渐变螺距为0. 58 到0. 53mm，长度为15mm ；第三段为均勻螺距，均勻螺距为0. 53mm，长度为30mm ；第四段为 负渐变螺距，负渐变螺距为0. 53到0. 43mm,长度为35mm ；第五段均勻螺距，均勻螺距为 0. 43mm,长度为4mm，螺线表面需镀铜。输入螺旋线长度为83mm，输出螺旋线长度为89mm，螺旋线线宽为0. 12mm。这种螺旋线2结构实现了电子束与高频场同步，确保互作用效率最大。本发明的 一种用于X波段45W空间行波管的慢波组件，其特点就是采用了正渐变和负渐变提高互作 效率，减小非线性失真。图2为本发明的输入螺旋线夹持杆与衰减器，夹持杆长度为83mm，高度为1. 3mm, 厚度为0. 4mm。衰减器分二段，衰减器第一段总衰减量为15dB，第二段总衰减量为30dB。图3为本发明的输出螺旋线夹持杆与衰减器。衰减器是在氮化硼夹持杆上涂覆一 层石墨，衰减器的具体位置如图3和图4中的黑色部分，主要防止返波振荡。夹持杆长度为 89mm,宽度为1. 3mm,厚度为0. 4mm。衰减器总衰减量为30dB。本发明的管壳1由输入管壳、输出管壳组成。图4为本发明的输入管壳，图5为本 发明的输出管壳，其中，管壳1内径为4. 2mm,外径为4. 6mm,输入管壳长度为84mm，输出管壳 长度90mm。本发明的一种用于X波段45W空间行波管的慢波组件，由输入、输出慢波组件组 成，使用时，输入、输出慢波组件共轴顺序固接而成。输入、输出慢波组件是通过长度为 2. 5mm，外径为4. 2mm,内径为3. 8mm的连接管壳相连结。将连接管壳插入输入、输出管壳1 相对的一端内，并将输入慢波组件和输出慢波组件相对端焊接成一体，构成高效率慢波组 件。图6为本发明的输入慢波组件，将制备加工好的输入螺旋线和夹持杆采用热挤方式将 挤入不锈钢的输入管壳内，要求三根夹持杆均布在同一个圆周上，即形成输入慢波组件。采 用热挤方式将螺旋线2、夹持杆3挤进管壳1内，确保慢波组件具有良好的接触。图7为本发明的输出慢波组件，将制备加工好的输出螺旋线和夹持杆采用热挤方 式将挤入不锈钢的输出管壳内，要求三根夹持杆均布在同一个圆周上，即形成输出慢波组 件。
权利要求
1.一种用于X波段空间行波管的高效率慢波组件，其特征在于，包括输入、输出慢波组 件，使用时，输入、输出慢波组件通过一过渡件共轴顺序固接相连；输入、输出慢波组件各包 括螺旋线、夹持杆和管壳；输入螺旋线总长度为82 83mm，分为三段，第一段为均勻螺距， 第二段为正渐变螺距，第三段均勻螺距；输出螺旋线总长度为88 89mm，分为五段，第一段 为均勻螺距，第二段为负渐变螺距，第三段为均勻螺距，第四段为负渐变螺距，第五段均勻 螺距；输入、输出慢波组件的三根夹持杆均布在输入、输出螺旋线的外周圆上，位于输入、输 出管壳内壁与输入、输出螺旋线之间；以实现电子束与高频场同步，确保互作用效率最大。
2.如权利要求1所述的高效率慢波组件，其特征在于，所述螺旋线材料为钼镀铜，夹持 杆材料为氮化硼，管壳材料为不锈钢；是采用热挤方式将螺旋线、夹持杆挤进管壳内固接， 确保慢波组件具有良好的接触。
3.如权利要求1所述的高效率慢波组件，其特征在于，所述输入螺旋线第一段均勻螺 距为0. 55mm,长度为70mm ；第二段正渐变螺距为0. 55到0. 58mm,长度为7mm ；第三段均勻 螺距为0. 58mm,长度为6mm ；输出螺旋线第一段均勻螺距为0. 58mm，长度为5mm;第二段负渐变螺距为0. 58到 0. 53mm，长度为15mm ；第三段均勻螺距为0. 53mm，长度为30mm ；第四段负渐变螺距为 0. 53到0. 43mm,长度为35mm ；第五段均勻螺距为0. 43mm,长度为4mm ；螺旋线表面镀铜，线 宽为 0. 12mm。
4.如权利要求1所述的高效率慢波组件，其特征在于，所述输入、输出管壳内径为 4. 2mm，外径为4. 6mm，输入管壳长度为84mm，输出管壳长度90mm ；输入夹持杆长度为83mm， 输出夹持杆长度为89mm，宽度为1. 3mm,厚度为0. 4mm。
5.如权利要求1所述的高效率慢波组件，其特征在于，所述多根夹持杆，是螺旋线与管 壳之间通过三根夹持杆进行连接，三根夹持杆均布在同一个圆周上。
6.如权利要求1所述的高效率慢波组件，其特征在于，所述过渡件，为一连接管壳，连 接管壳长度为2. 5mm，外径为4. 2mm,内径为3. 8mm，连接管壳与输入、输出管壳相适配，输 入、输出慢波组件通过连接管壳固接相连。
7.如权利要求1或6所述的高效率慢波组件，其特征在于，所述连接管壳，为不锈钢材 料制作。
8.如权利要求6所述的高效率慢波组件，其特征在于，所述输入、输出慢波组件通过连 接管壳固接相连，是将连接管壳插入输入、输出管壳相对的一端，并将输入慢波组件和输出 慢波组件相对端焊接成一体，构成高效率慢波组件。
全文摘要
本发明公开了一种用于X波段45W空间行波管的高效率慢波组件，涉及真空电子器件技术，是由螺旋线、夹持杆和管壳部件组成，螺旋线材料为钼镀铜，输入、输出螺旋线的螺距分布按正渐变与负渐变规律变化，夹持杆材料为氮化硼，管壳材料为不锈钢，采用热挤方式将螺旋线、夹持杆挤进管壳，确保慢波组件具有良好的接触。现有均匀螺线慢波组件的互作用效率一般在13％左右，本发明的高效率慢波组件，可使X波段45W空间行波管的互作效率提高到28％。
文档编号H01J23/27GK102103961SQ20091024275
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月16日 优先权日2009年12月16日
发明者刘柳萍, 张淑君, 李莉, 樊会明, 王立新, 苏小保 申请人:中国科学院电子学研究所