行波管多级降压收集极的制作方法

本实用新型涉及真空微波电子器件领域。更具体地，涉及一种行波管多级降压收集极。

背景技术：

行波管是一类用途广泛的电真空器件，电子枪发射高能电子注，并通过周期磁场产生汇聚。电子注在通过慢波系统时交出携带的能量，将慢波系统中的微波信号放大。在交出部分能量后，电子注还携带着大量的高能电子。为了回收这部分能量，引入降压收集极(主要是多级降压收集极)是行波管中提高效率的一种重要手段。

通过多级降压收集极的多级降压结构，使完成互作用的高能电子在降压结构中形成的减速电场中减速，降低了电子轰击收集极表面的速度，回收高能电子注中的能量，提升了整个行波管的效率。而交出能量后的电子注，并不是以一个统一的能量状态进入收集极，而是包含有大量的离散状态，从理论分析角度看，为了有效提升行波管的效率，降压收集极的级数越多越好，即针对每一种能量状态的电子注，都设置一个相应的收集极进行能量回收。

在实际的工程应用中，综合考虑行波管的体积、可靠性和配套高压电源等实际因素，行波管主要使用三级或者四级降压收集极。为了在有限的降压级数下尽可能提升行波管的效率，通常在收集极末端引入与阴极等电位的电极，这样可以使可以有效的提升行波管整管效率。

如图1所示，以常用的四级降压收集极为例，现有的行波管多级降压收集极包括沿轴向顺序分布的三个前收集极和末级收集极6，前收集极包括第一收集极1、第二收集极2和第三收集极3，现有的行波管多级降压收集极还包括绝缘陶瓷筒4和外收集极5，第一收集极1、第二收集极2和第三收集极3均钎焊焊接在绝缘陶瓷筒4内侧，外收集极5钎焊焊接在绝缘陶瓷筒4外侧，绝缘陶瓷筒4通常可为起绝缘作用的氧化铝陶瓷筒，绝缘陶瓷筒4用于前收集极与外收集极5的绝缘。位于行波管多级降压收集极尾部(即图1中的右侧)的末级收集极6与绝缘陶瓷件7焊接，绝缘陶瓷件7与金属连接件8焊 接，金属连接件8再与外收集极5焊接，从而，外收集极5与末级收集极6之间的连接方式为焊接的固定连接方式，行波管多级降压收集极装配焊接完成后，末级收集极6在行波管多级降压收集极内部的轴向位置无法改变。其中绝缘陶瓷件7用于实现末级收集极6与外收集极5的绝缘。

如上所述，现有的行波管多级降压收集极内部电极结构的相对位置是固定无法改变的，而考虑到行波管是一种由大量零件装配而成的集成器件，装配过程中存在大量的人工操作环节，这就不可避免产生阴极发射、阴-阳极对中、慢波线路长度等方面的不一致，而这些不一致因素直接影响了行波管多级降压收集极入口电子注的能量分布状态，造成了同一批次不同行波管之间行波管多级降压收集极入口电子注状态存在差异，行波管多级降压收集极的能量回收效率较低。但行波管多级降压收集极的内部收集极位置无法根据装配焊接完成后根据测试结果与设计参数的差值进行相应的适度调整，造成了装配焊接完成后的行波管多级降压收集极的能量回收效率不能再提升。其中，行波管多级降压收集极的设计参数包括结构参数及与结构参数对应的性能参数等。

因此，为了提升行波管效率和性能，需要提供一种能够提升能量回收效率的行波管多级降压收集极。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种行波管多级降压收集极，解决现有的行波管多级降压收集极无法调节内部结构，具体为无法调整末端收集极的轴向位置，而导致的现有的行波管多级降压收集极对不同电子注的适应能力差、能量回收效率低的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种行波管多级降压收集极，包括沿轴向顺序分布的至少一个前收集极和末级收集极、绝缘陶瓷筒以及外收集极，所述绝缘陶瓷筒位于所述前收集极和所述外收集极之间，该行波管多级降压收集极还包括

金属弹性件，其一端与所述外收集极焊接、另一端通过绝缘陶瓷件与所述末级收集极焊接，可调整所述末级收集极在行波管多级降压收集极内部的轴向位置；和固定调整后的所述金属弹性件长度的定位件。所述金属弹性件的长度可调整，通过金属弹性件自身长度的可调整实现了所述末级收集极在行波管多级降压收集极内部的轴向位置可调整，所述定位件实现了固定调整 后的所述金属弹性件长度，所述金属弹性件和所述定位件的配合实现了可在对行波管多级降压收集极的装配焊接完成后调整并固定调整后的所述末级收集极在行波管多级降压收集极内部的轴向位置，改变行波管多级降压收集极内部降压电场分布，调节电子注发散状态，可提高行波管多级降压收集极的能量回收效率、使得将行波管多级降压收集极的能量回收效率最大化成为可能。

优选地，所述前收集极的数量为2或3。

优选地，该行波管多级降压收集极还包括：用于焊接所述金属弹性件一端与所述外收集极的第一金属连接件，和用于焊接所述金属弹性件另一端与所述绝缘陶瓷件的第二金属连接件。

优选地，所述定位件包括与所述末级收集极轴向滑动配合的定位筒和定位环，所述定位筒一端与所述外收集极焊接、另一端设有内螺纹，所述定位环设有与所述内螺纹匹配的外螺纹。所述定位环与所述定位筒的螺纹配合可实现对所述末级收集极施力以调整所述金属弹性件的长度，并固定所述金属弹性件调整后的长度。

优选地，金属弹性件为金属波纹管。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型所述技术方案可在行波管多级降压收集极的装配焊接完成后，通过调整并固定金属弹性件长度，从而调整并固定末级收集极在行波管多级降压收集极内部的轴向位置，进而改变行波管多级降压收集极内部降压电场分布，调节电子注发散状态，以提高行波管多级降压收集极的能量回收效率，使得行波管多级降压收集极的能量回收效率的最大化成为可能。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出现有技术中行波管多级降压收集极的结构示意图。

图2示出本实用新型公开的行波管多级降压收集极的结构示意图。

图3示出本实用新型公开的行波管多级降压收集极中末级收集极的轴向位置调整方式示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域 技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

如图2所示，本实用新型公开了一种行波管多级降压收集极，包括沿轴向顺序分布的前收集极和末级收集极5，绝缘陶瓷筒4和末级收集极6。本实用新型公开的行波管多级降压收集极为四级降压收集极，前收集极的为三个，分别是第一收集极1、第二收集极2和第三收集极3，第一收集极1、第二收集极2、第三收集极3和末级收集极6一起构成了四级降压结构。与现有技术相同的结构是：第一收集极1、第二收集极2和第三收集极3均钎焊焊接在绝缘陶瓷筒4内侧，外收集极5钎焊焊接在绝缘陶瓷筒4外侧，即，绝缘陶瓷筒4位于前收集极和外收集极5之间。

该行波管多级降压收集极还包括：

金属弹性件9，其一端与所述外收集极5焊接、另一端通过绝缘陶瓷件19与末级收集极6焊接，可调整末级收集极6在行波管多级降压收集极内部的轴向位置；和固定调整后的金属弹性件9长度的定位件。金属弹性件9另一端通过绝缘陶瓷件10与末级收集极6焊接的意思为：金属弹性件9另一端与绝缘陶瓷件10焊接且绝缘陶瓷件10与末级收集极6焊接。通过金属弹性件9一端与外收集极5焊接、另一端通过绝缘陶瓷件10与末级收集极6焊接实现行波管多级降压收集极内部空间的气密。金属弹性件9的长度可调整，通过金属弹性件9自身长度的可调整实现了末级收集极6在行波管多级降压收集极内部的轴向位置可调整，定位件实现了固定调整后的金属弹性件9长度，金属弹性件9和定位件的配合实现了可在对行波管多级降压收集极的装配焊接完成后调整并固定调整后的末级收集极6在行波管多级降压收集极内部的轴向位置，改变行波管多级降压收集极内部降压电场分布，调节电子注发散状态，可提高行波管多级降压收集极的能量回收效率、使得将行波管多级降压收集极的能量回收效率最大化成为可能。

本方案中，行波管多级降压收集极还包括：用于焊接金属弹性件9一端与外收集极5的第一金属连接件11，因为在实际的焊接过程中，将金属弹性件9一端直接焊接在外收集极5上存在操作上的不便，所以以金属弹性件9一端与第一金属连接件11焊接且第一金属连接件11与外收集极5焊接实现金属弹性件9一端与外收集极5之间的焊接。此种结构带来的有益效果在于：在实际的焊接过程中，便于实现金属弹性件9与外收集极5之间的焊接。

本方案中，行波管多级降压收集极还包括：用于焊接金属弹性件9另一 端与绝缘陶瓷件10的第二金属连接件12，因为现有的绝缘陶瓷件的尺寸不足以直接焊接到金属弹性件9上，所以以金属弹性件9另一端与第二金属连接件12焊接且第二金属连接件12与绝缘陶瓷件10焊接，实现金属弹性件9另一端与绝缘陶瓷件10之间的焊接。此种结构带来的有益效果在于：本方案中的绝缘陶瓷件10可使用现有的绝缘陶瓷件，而不用制作大尺寸的绝缘陶瓷件。

本方案中，定位件包括定位环14和与末级收集极6轴向滑动配合的定位筒13，定位筒13在其内侧实现与末级收集极6轴向滑动配合，定位筒13一端与外收集极5焊接、另一端设有内螺纹，定位环14设有与内螺纹匹配的外螺纹。定位环14与定位筒13的螺纹配合可实现对末级收集极6施力以调整金属弹性件9的长度，并固定金属弹性件9调整后的长度。定位筒13一端与外收集极5的焊接优选的方式为定位筒13一端的内侧与外收集极5的外侧焊接，这样便于焊接的操作。定位筒13内侧与末级收集极6轴向滑动配合是为了限定末级收集极6只能沿轴向运动进行位置调整，消除因调整末级收集极6在行波管多级降压收集极内部的轴向位置时可能产生的在其他方向的位置变化而带来的位置误差。定位筒13内侧与末级收集极6轴向滑动配合可通过导轨实现。

本方案中，金属弹性件9为金属波纹管。

本实用新型的优选实施例涉及一种行波管多级降压收集极制作方法，例如包括如下步骤：

将沿轴向顺序分布的至少一个前收集极焊接在绝缘陶瓷筒内侧，将金属弹性件一端与外收集极焊接、另一端通过绝缘陶瓷件与末级收集极焊接；

根据行波管多级降压收集极的设计参数，通过调整金属弹性件的长度调整末级收集极在行波管多级降压收集极内部的轴向位置，进而改变行波管多级降压收集极内部降压电场分布，调节电子注发散状态，提升行波管多级降压收集极的能量回收效率，使得将行波管多级降压收集极的能量回收效率最大化成为可能；并通过利用定位件固定金属弹性件调整后的长度固定末级收集极在行波管多级降压收集极内部的调整后的轴向位置。优选地，上述根据行波管多级降压收集极的设计参数，通过调整所述金属弹性件的长度调整所述末级收集极在行波管多级降压收集极内部的轴向位置进一步为：在根据行波管多级降压收集极的设计参数对行波管多级降压收集极进行测试的同时，通过调整金属弹性件的长度调整末级收集极在行波管多级降压收集极内部的轴向位置，这种一边测试参数一边调整的方式，更好地实现了在行波管多级降压收 集极装配焊接完成后对末级收集极在行波管多级降压收集极内部的轴向位置的调整，使得该调整更为精确，能更好地提升行波管多级降压收集极的能量回收效率。

本方案中，将金属弹性件一端与外收集极焊接、另一端通过绝缘陶瓷件与末级收集极焊接进一步包括：

将金属弹性件一端通过第一金属连接件与外收集极焊接，即，将金属弹性件一端与第一金属连接件焊接并将第一金属连接件与外收集极焊接，这样，使得在实际的焊接过程中便于实现金属弹性件与外收集极之间的焊接；将金属弹性件另一端通过第二金属连接件与绝缘陶瓷件焊接，即，将金属弹性件另一端与第二金属连接件焊接并将第二金属连接件与绝缘陶瓷件焊接，这样，使得本方案中的绝缘陶瓷件可使用现有的绝缘陶瓷件，而不用制作大尺寸的绝缘陶瓷件。

本方案中，定位件包括定位筒和定位环，则，上述调整并固定的过程进一步包括：

将定位筒的内侧与焊接陶瓷绝缘件的末级收集极设置为轴向滑动配合，将定位筒一端与外收集极焊接，在定位筒另一端设置内螺纹，在定位环设置与内螺纹匹配的外螺纹；将定位筒的内侧与末级收集极设置为轴向滑动配合使得末级收集极被限定为只能沿轴向运动进行位置调整，消除因调整末级收集极在行波管多级降压收集极内部的轴向位置时可能产生的在其他方向的位置变化而带来的位置误差；将定位筒一端与外收集极焊接优选的方式为定位筒一端的内侧与外收集极的外侧焊接，这样便于焊接的操作；定位筒内侧与末级收集极轴向滑动配合可通过导轨实现；

根据行波管多级降压收集极的设计参数，通过利用定位环与定位筒的螺纹配合对末级收集极施力以调整金属弹性件的长度，进而调整末级收集极在行波管多级降压收集极内部的轴向位置；并固定金属弹性件调整后的长度，进而固定末级收集极在行波管多级降压收集极内部的调整后的轴向位置。优选地，在根据行波管多级降压收集极的设计参数对行波管多级降压收集极进行测试的同时，通过利用定位环与定位筒的螺纹配合对末级收集极施力以调整金属弹性件的长度，进而调整末级收集极在行波管多级降压收集极内部的轴向位置；并固定金属弹性件调整后的长度。

本方案中，金属弹性件采用金属波纹管。

如图3所示，在通过利用定位环与定位筒的螺纹配合对末级收集极施力 以调整金属弹性件的长度，进而调整末级收集极在行波管多级降压收集极内部的轴向位置；并固定金属弹性件调整后的长度，进而固定末级收集极在行波管多级降压收集极内部的调整后的轴向位置时：

当旋转定位环使其向靠近行波管多级降压收集极方向运动时，定位环推动末级收集极向行波管多级降压收集极的头部(图3中的左侧)运动，金属弹性件长度被压缩；

当旋转定位环使其向远离行波管多级降压收集极方向运动时，金属弹性件依靠其弹性伸长，并推动末级收集极向行波管多级降压收集极的尾部(图3中的右侧)运动；

当调整后的末级收集极在行波管多级降压收集极内部的轴向位置，使得测试得到的行波管多级降压收集极的测试结果符合设计参数时，停止旋转定位环以固定调整后的金属弹性件的长度，进而固定调整后的末级收集极在行波管多级降压收集极内部的轴向位置。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。