电子枪的装配方法及电子枪

1.本公开涉及真空电子器件领域，尤其涉及一种电子枪的装配方法及电子枪。


背景技术：

2.行波管是在真空或气体介质中，由于电子或离子在电极间的传输而产生信号的放大与转换效应的有源器件。行波管经过多年的发展，已经成为最重要的真空电子器件，且在日常生活中，行波管也发挥着重要的作用。作为雷达、通信、电子对抗、电子干扰等领域的重要部分，实际的服役条件对行波管的质量提出了极高的要求。
3.在行波管中，电子枪被用于将阴极发射的电子形成适合于与微波电路互作用的电子注。在所有的微波管中，必须对电子注电流加以控制。通常而言，电子注电流必须保持打开或者关闭，产生电子注电流的方式通常是在阴极和阳极之间加电压，而后通过阴极与阳极间增加控制极对电子注进行调制，得到符合皮尔斯电子枪设计原理的电子注束流。为更高效地进行电子注的调制，形成能够脉冲传输放大信号的脉冲行波管，通常将控制极置于电子注中，形成网状栅极，可有效降低调制电压和体积。同时，由于行波管长寿命的要求，通常在阴极表面同相位地装配网状栅极，以减少控制极的电子截获，延长脉冲行波管工作寿命，最终形成阴影栅-控制栅调制电子注状态的脉冲行波管无截获电子枪。
4.在实现本公开构思的过程中，发明人发现相关技术的电子枪的装配精度较低、使用寿命较短的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本公开提供了一种电子枪的装配方法及电子枪，以期至少部分地解决上述提及的技术问题之一。
6.本公开的一个方面的实施例提供了一种电子枪的装配方法，包括：
7.将阴影栅组件与控制栅组件焊接固定，形成栅极组件；
8.将阴极组件固定在用于固定上述阴极组件的阴极支撑件内，以形成阴极支撑组件；
9.将上述栅极组件与上述阴极支撑组件焊接固定，以形成阴极-栅极组件；以及
10.将上述阴极-栅极组件固定在上述电子枪的枪壳组件内。
11.根据本公开的实施例，将阴影栅组件与控制栅组件焊接固定，形成栅极组件，包括：
12.将阴影栅焊接在用于支撑上述阴影栅的阴影栅支撑件上，形成上述阴影栅组件；
13.将控制栅焊接在用于支撑上述控制栅的控制栅支撑件上，形成上述控制栅组件；
14.预设上述阴影栅与上述控制栅之间的距离为第一参考距离；
15.根据上述第一参考距离，调节上述控制栅与上述阴影栅之间的距离，以达到上述第一参考距离，同时调节上述控制栅与上述阴影栅在轴向方向上的投影重合；以及
16.将调整后的上述控制栅组件固定在上述阴影栅组件上，以形成上述栅极组件。
17.根据本公开的实施例，上述将阴影栅焊接在用于支撑上述阴影栅的阴影栅支撑件上，形成上述阴影栅组件，包括：
18.提供一内壁有凸起部的第一支撑筒；
19.在上述第一支撑筒内焊接具有环形结构的绝缘装置；
20.将一两端开口的第二支撑筒焊接在上述绝缘装置内，形成阴影栅支撑件；以及
21.将上述阴影栅与上述阴影栅支撑件焊接，形成阴影栅组件。
22.根据本公开的实施例，将阴极组件固定在用于固定上述阴极组件的阴极支撑件内，以形成阴极支撑组件，包括：
23.预设用于与上述栅极组件固定的上述阴极支撑件上的第一凸缘与上述阴极组件中的阴极上的用于发射电子注的阴极发射表面之间的距离为第二参考距离；
24.根据上述第二参考距离，调节上述阴极发射表面与上述第一凸缘之间的距离，以达到上述第二参考距离；以及
25.将调整后的上述阴极组件固定在上述阴极支撑件内，以形成阴极支撑组件。
26.根据本公开的实施例，上述将上述栅极组件与上述阴极支撑组件焊接固定，以形成阴极-栅极组件，包括：
27.将上述第一凸缘与用于与上述阴极支撑组件固定的上述第二支撑筒上远离上述阴影栅的一端上的第二凸缘相接；
28.通过上述第一凸缘与上述第二凸缘之间的相对滑动，以调节上述阴极发射表面与上述阴影栅的同心度；以及
29.将调节后的上述第一凸缘和上述第二凸缘焊接，以形成阴极-栅极组件。
30.根据本公开的实施例，上述将上述阴极-栅极组件焊接在上述电子枪的枪壳组件内，包括：
31.将用于支撑上述栅极组件的栅极组件支撑件放置在枪壳内的预设位置；
32.调节上述栅极组件支撑件与枪端盖的同心度，并将调节后的上述栅极组件支撑件焊接在上述枪壳内的上述预设位置，形成枪壳组件；以及
33.将上述阴极-栅极组件中的上述栅极组件与上述栅极组件支撑件的内壁固定，同时将上述阴极-栅极组件中的上述阴极支撑组件与上述枪壳的内壁固定，形成电子枪。
34.本公开的另一个方面提供了一种上述的方法装配得到的电子枪，包括：
35.栅极组件，包括阴影栅组件和控制栅组件；
36.阴极支撑组件，包括用于产生和发射电子注的阴极组件、以及用于固定上述阴极组件的阴极支撑件；以及
37.枪壳组件，用于固定上述阴极支撑组件和上述栅极组件。
38.根据本公开的实施例，上述阴极组件包括阴极和电子注生成组件；
39.其中，上述阴极包括用于发射电子注的阴极发射表面；
40.其中，上述枪壳组件还包括栅极组件支撑件、枪壳、和枪端盖；以及
41.其中，上述栅极组件支撑件固定在上述枪壳内，以将栅极组件固定在上述栅极组件支撑件内。
42.根据本公开的实施例，上述阴极支撑件为中空的柱形筒；
43.其中，上述阴极支撑件的侧壁设有通孔；
44.其中，上述阴极支撑件的一端设有用于与上述栅极组件固定的径向向外凸出的第一凸缘；以及
45.其中，上述第一凸缘为环形板状。
46.根据本公开的实施例，上述控制栅组件包括控制栅和控制栅支撑件；
47.其中，上述阴影栅组件包括阴影栅和阴影栅支撑件；
48.其中，上述阴影栅支撑件包括：
49.第一支撑筒，内侧设有凸起部，用于固定上述控制栅组件；
50.环形的绝缘装置，上述绝缘装置的外侧与上述第一支撑筒的内侧焊接，上述绝缘装置的沿轴向方向的相对的两个端面上具有环形的凸起；以及
51.第二支撑筒，用于固定上述阴影栅，上述第二支撑筒的远离固定上述阴影栅的一端具有径向向外凸出的第二凸缘，用于与上述第一凸缘焊接。
52.根据本公开的实施例，通过将阴影栅和控制栅的装配与阴极组件的装配分隔开，能够显著缩减电子枪在装配过程中，阴极暴露在空气中的时间，从而提高了阴极的使用寿命，进而提高了电子枪的使用寿命。
附图说明
53.通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
54.图1示意性示出了根据本公开实施例的电子枪的装配方法的流程图；
55.图2a示意性示出了根据本公开实施例的装配方法得到的控制栅组件的截面示意图；
56.图2b示意性示出了根据本公开实施例的装配方法得到的阴影栅组件的截面示意图；
57.图2c示意性示出了根据图1的装配方法得到的由图2a中的阴影栅组件和图2b中的控制栅组件组成的栅极组件的截面示意图；
58.图3a示意性示出了根据本公开实施例的阴极组件的截面示意图；
59.图3b示意性示出了根据本公开实施例的阴极支撑件的立体示意图；
60.图3c示意性示出了根据图1中的装配方法得到的由图3a中的阴极支撑件和图3b中的阴极组件组成的阴极支撑组件的截面示意图；
61.图4示意性示出了根据图1中的装配方法得到的由图2c中的栅极组件和图3c中的阴极支撑组件组成的阴极-栅极组件的截面示意图；以及
62.图5示意性示出了根据本公开实施例的枪壳组件的截面示意图；
63.图6示意性示出了根据图1中的装配方法得到的电子枪的截面示意图。
64.上述附图中，附图标记的含义具体如下：
65.1000、栅极组件；
66.1100、阴影栅组件；
67.1110、阴影栅；
68.1120、阴影栅支撑件；
69.1121、第一支撑筒；
70.1122、绝缘装置；
71.1123、第二支撑筒；
72.1124、第二凸缘；
73.1200、控制栅组件；
74.1210、控制栅；
75.1220、控制栅支撑件；
76.2000、阴极支撑组件；
77.2100、阴极组件；
78.2110、阴极；
79.2111、阴极发射表面；
80.2120、电子注生成组件；
81.2200、阴极支撑件；
82.2210、第一凸缘；
83.2220、通孔；
84.3000、阴极-栅极组件；
85.4000、枪壳组件；
86.4100、栅极组件支撑件；
87.4200、枪壳；
88.4300、枪端盖。
具体实施方式
89.现有技术中，对于脉冲行波管无截获电子枪的主要要求为：(1)能够实现电子枪各级高压间的绝缘性能；(2)能够以较高的装配精度和可靠性装配阴极、控制栅及阴影栅；(3)具有良好的保温结构，尽量降低阴极功耗。
90.在通常的脉冲行波管无截获电子枪结构，传统上通常有以下两种方式：(1)采用多层热屏结构，采用“之”字形钼铼或钽热屏筒焊接结构，内部支撑阴极，外部支撑阴影栅，控制栅点焊在控制极上，最终将多层热屏结构与控制极-控制栅焊接至枪壳组件上；(2)采用异形阴影栅结构，将阴影栅外边缘与阴极外径配合并焊接在一起，最终将阴极组件与控制极-控制栅焊接至枪壳组件上。
91.因此，改进无截获电子枪的装配焊接方式，减少阴极在空气中暴露时间，对于延长脉冲行波管寿命及可靠性有着重要的影响，需要设计一种高装配效率脉冲行波管无截获电子枪装配方法。
92.本公开的装配电子枪的发明构思为，通过栅极组件将阴影栅、控制栅的距离、同心度装配及对齐栅丝的操作独立于电子枪装配流程，由于空气环境对阴极性能会造成损伤，实际电子枪装配过程中应尽量减少阴极在空气中的暴露时间，双栅组件的结构将最耗费时间的对栅装配工序独立，完成该工序后才进行阴极的装配，在阴极从真空环境中取出后，仅有两道激光焊工序即可进入真空烘排，提高电子枪可靠性、提高阴极寿命。
93.下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本公开，而非对本公开的限定，实施例中记载的各个特征可
进行组合，形成多个可选方案。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分而非全部结构。
94.根据本公开一方面总体上的发明构思，提供了一种电子枪的装配方法，包括：
95.将阴影栅组件与控制栅组件焊接固定，形成栅极组件；将阴极组件固定在用于固定阴极组件的阴极支撑件内，以形成阴极支撑组件；将栅极组件与阴极支撑组件焊接固定，以形成阴极-栅极组件；以及将阴极-栅极组件固定在电子枪的枪壳组件内。
96.根据本公开另一方面总体上的发明构思，提供了一种电子枪，包括：
97.栅极组件，包括阴影栅组件和控制栅组件；阴极支撑组件，包括用于产生和发射电子注的阴极组件、和用于固定阴极组件的阴极支撑件；以及枪壳组件，用于固定阴极支撑组件和栅极组件。
98.图1示意性示出了根据本公开实施例的电子枪的装配方法的流程图。
99.如图1所示，本公开的一个方面提供了一种电子枪的装配方法，可以包括步骤s101、s102、s103、s104。
100.在步骤s101中，将阴影栅组件(1100)与控制栅组件(1200)焊接固定，形成栅极组件(1000)。
101.在步骤s102中，将阴极组件(2100)固定在用于固定阴极组件(2100)的阴极支撑件(2200)内，以形成阴极支撑组件(2000)。
102.在步骤s103中，将栅极组件(1000)与阴极支撑组件(2000)焊接固定，以形成阴极-栅极组件(3000)。
103.在步骤s104中，将阴极-栅极组件(3000)固定在电子枪的枪壳组件(4000)内。
104.根据本公开的实施例，通过将阴影栅(1110)和控制栅(1210)的装配步骤与阴极组件(2100)的装配步骤分离，能够显著缩减电子枪在装配过程中，阴极(2110)暴露在空气中的时间，从而提高了阴极(2110)的使用寿命，进而提高了电子枪的使用寿命。
105.图2a示意性示出了根据本公开实施例的装配方法得到的控制栅组件的截面示意图。图2b示意性示出了根据本公开实施例的装配方法得到的阴影栅组件的截面示意图。图2c示意性示出了根据图1的装配方法得到的由图2a中的阴影栅组件和图2b中的控制栅组件组成的栅极组件的截面示意图。
106.参见图2a-图2c，根据本公开的实施例，将阴影栅组件(1100)与控制栅组件(1200)焊接固定，形成栅极组件(1000)的步骤可以包括：
107.将阴影栅(1110)焊接在用于支撑阴影栅(1110)的阴影栅支撑件(1120)上，形成如图2b所示的阴影栅组件(1100)；
108.将控制栅(1210)焊接在用于支撑控制栅(1210)的控制栅支撑件(1220)上，形成如图2a所示的控制栅组件(1200)；
109.预设阴影栅(1110)与控制栅(1210)之间的距离为第一参考距离；
110.根据第一参考距离，调节控制栅(1210)与阴影栅(1110)之间的距离，以达到第一参考距离，同时调节控制栅(1210)与阴影栅(1110)在轴向方向上的投影重合；以及
111.将调整后的控制栅组件(1200)固定在阴影栅组件(1100)上，以形成如图2c所示的栅极组件(1000)。
112.根据本公开的实施例，栅极组件(1000)中的阴影栅(1110)和控制栅(1210)的装配
采用激光焊接的工艺来代替传统手工焊接，降低了因手工焊接带来的距离和重合度上的偏差，提高了装配精度以及装配一致性。
113.根据本公开的实施例，在电子枪的装配过程中，将较为繁琐和复杂，且耗时相对较长的阴影栅(1110)和控制栅(1210)的同心度、距离以及两者在轴向方向上的投影重合度的装配过程独立于与阴极(2110)的距离和同心度的调节，使得阴极(2110)在空气中的暴露时间显著降低，提高了阴极(2110)的使用寿命。
114.根据本公开的实施例，将阴影栅(1110)焊接在用于支撑阴影栅(1110)的阴影栅支撑件(1120)上，形成阴影栅组件(1100)的步骤可以包括：
115.提供一内壁有凸起部的第一支撑筒(1121)；
116.在第一支撑筒(1121)内焊接具有环形结构的绝缘装置(1122)；
117.将一两端开口的第二支撑筒(1123)焊接在绝缘装置(1122)内，形成阴影栅支撑件(1120)；以及
118.将阴影栅(1110)与阴影栅支撑件(1120)焊接，形成如图2b所示的阴影栅组件(1100)。
119.图3a示意性示出了根据本公开实施例的阴极组件的截面示意图。图3b示意性示出了根据本公开实施例的阴极支撑件的立体示意图。图3c示意性示出了根据图1中的装配方法得到的由图3a中的阴极支撑件和图3b中的阴极组件组成的阴极支撑组件的截面示意图。
120.参见图3a-图3c，根据本公开的实施例，将阴极组件(2100)固定在用于固定阴极组件(2100)的阴极支撑件(2200)内，以形成阴极支撑组件(2000)的步骤可以包括：
121.预设用于与栅极组件(1000)固定的阴极支撑件(2200)上的第一凸缘(2210)与阴极组件(2100)中的阴极(2110)上的用于发射电子注的阴极发射表面(2111)之间的距离为第二参考距离；
122.根据第二参考距离，调节阴极发射表面(2111)与第一凸缘(2210)之间的距离，以达到第二参考距离；以及
123.将调整后的阴极组件(2100)固定在阴极支撑件(2200)内，以形成如图3c所示的阴极支撑组件(2000)。
124.根据本公开的实施例，通过预设的第二参考距离的调节，即调节阴极发射表面(2111)至第一凸缘(2210)之间的距离，即可确定阴极发射表面(2111)与阴影栅(1110)之间的距离。因此，在本步骤的装配过程中，只需要调节阴极组件(2100)中的阴极发射表面(2111)与第一凸缘(2210)的距离这一个参数，而不需要调节同心度等其他参数，进而缩短了阴极(2110)在空气中的暴露时间。
125.图4示意性示出了根据图1中的装配方法得到的由图2c中的栅极组件和图3c中的阴极支撑组件组成的阴极-栅极组件的截面示意图。
126.根据本公开的实施例，将栅极组件(1000)与阴极支撑组件(2000)焊接固定，以形成阴极-栅极组件(3000)的步骤可以包括：
127.将第一凸缘(2210)与用于与阴极支撑组件(2000)固定的第二支撑筒(1123)上远离阴影栅(1110)的一端上的第二凸缘(1124)相接；
128.通过第一凸缘(2210)与第二凸缘(1124)之间的相对滑动，以调节阴极发射表面(2111)与阴影栅(1110)的同心度；以及
129.将调节后的第一凸缘(2210)和第二凸缘(1124)焊接，以形成如图4所示的阴极-栅极组件(3000)。
130.根据本公开的实施例，在本步骤的装配过程中，仅需要将栅极组件(1000)上的第二凸缘(1124)和阴极支撑组件(2000)上的第一凸缘(2210)通过相对滑动来调节阴影栅(1110)与阴极发射表面(2111)之间的同心度这一个参数，即可完成阴极-栅极组件(3000)的装配。
131.虽然上面结合附图描述了公开实施例的电子枪的装配方法的操作步骤，但本领域的技术人员可以理解，实际装配操作中并不限于上面实施例描述的操作顺序，在不影响最终的电子枪的功能和结构的情况下，可以根据实际需要更换一些步骤的操作顺序、或者一些步骤可以同时执行。
132.图5示意性示出了根据本公开实施例的枪壳组件的截面示意图。图6示意性示出了根据图1中的装配方法得到的电子枪的截面示意图。
133.参见图5和图6，根据本公开的实施例，将阴极-栅极组件(3000)焊接在电子枪的枪壳组件(4000)内的步骤可以包括：
134.将用于支撑栅极组件(1000)的栅极组件支撑件(4100)放置在枪壳(4200)内的预设位置；
135.调节栅极组件支撑件(4100)与枪端盖(4300)的同心度，并将调节后的栅极组件支撑件(4100)焊接在枪壳(4200)内的预设位置，形成如图5所示的枪壳组件(4000)；以及
136.将阴极-栅极组件(3000)中的栅极组件(1000)与栅极组件支撑件(4100)的内壁固定，同时将阴极-栅极组件(3000)中的阴极支撑组件(2000)与枪壳(4200)的内壁固定，形成如图6所示的电子枪。
137.根据本公开的实施例，枪壳组件(4000)只需要保障栅极组件支撑件(4100)与枪端盖(4300)的同心度，而对各级封接距离无要求，从而降低枪壳组件(4000)的封接难度、提高了成品率。
138.根据本公开的实施例，栅极组件(1000)的装配、阴极组件(2100)的装配、枪壳组件(4000)的装配，以及各组件之间的装配均采用激光焊接，焊接过程中尺寸公差通过模具固定，同时焊接过程中全程自动化进行，可以排除传统手工操作带来的偏差，提高装配与焊接的一致性。
139.参见图6，本公开的另一个方面提供了一种上述的方法装配得到的电子枪，可以包括：栅极组件(1000)、阴极支撑组件(2000)、枪壳组件(4000)。
140.栅极组件(1000)可以包括阴影栅组件(1100)和控制栅组件(1200)。
141.阴极支撑组件(2000)可以包括用于产生和发射电子注的阴极组件(2100)、以及用于固定阴极组件(2100)的阴极支撑件(2200)。
142.枪壳组件(4000)用于固定阴极支撑组件(2000)和栅极组件(1000)。
143.参见图3a和图5，根据本公开的实施例，阴极组件(2100)可以包括阴极(2110)和电子注生成组件(2120)。阴极(2110)可以包括用于发射电子注的阴极发射表面(2111)。
144.枪壳组件(4000)还可以包括栅极组件支撑件(4100)、枪壳(4200)、和枪端盖(4300)。栅极组件支撑件(4100)固定在枪壳(4200)内，以将栅极组件(1000)固定在栅极组件支撑件(4100)内。
145.参见图3b，根据本公开的实施例，阴极支撑件(2200)为中空的柱形筒。阴极支撑件(2200)的侧壁设有通孔(2220)。阴极支撑件(2200)的一端设有用于与栅极组件(1000)固定的径向向外凸出的第一凸缘(2210)。第一凸缘(2210)为环形板状。
146.参见图2a和图2b，根据本公开的实施例，控制栅组件(1200)可以包括控制栅(1210)和控制栅支撑件(1220)。阴影栅组件(1100)包括阴影栅(1110)和阴影栅支撑件(1120)。阴影栅支撑件(1120)可以包括第一支撑筒(1121)、环形的绝缘装置(1122)、第二支撑筒(1123)。第一支撑筒(1121)内侧设有凸起部，用于固定控制栅组件(1200)。绝缘装置(1122)的外侧与第一支撑筒(1121)的内侧焊接，绝缘装置(1122)的沿轴向方向的相对的两个端面上具有环形的凸起。第二支撑筒(1123)用于固定阴影栅(1110)，第二支撑筒(1123)的远离固定阴影栅(1110)的一端具有径向向外凸出的第二凸缘(1124)，用于与第一凸缘(2210)焊接。
147.根据本公开的实施例，由于栅极组件(1000)内外与其焊接的金属件间存在电压差，需要进行绝缘设计，在绝缘装置(1122)的沿轴向方向的相对的两个端面上具有环形的凸起，可以增加绝缘装置(1122)的表面爬电距离，进而增大绝缘耐压，保障电子枪的绝缘性能。
148.以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。