超小型化多级降压收集极及其装配方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种行波管的收集极，具体设计一种超小型化多级降压收集极及其装配方法。
【背景技术】
[0002]毫米波超小型化多级降压收集极为直径在13毫米以下的收集极，该种收集极在军事上具有重要的应用价值。但是该种类的收集极由于直径太小，无法使用传统的磁挤压和焊接工艺进行装配，并且这种超小型化多级降压收集极，存在瓷杆与收集极芯定位不准确，在装配后，收集极各级相对距离易产生变化，精度和可靠性低，不能满足毫米波超小型化行波管小型化的要求。大大限制了毫米波超小型化多级降压收集极的应用。
[0003]因此，很有必要在现有技术的基础之上，设计研发一种结构设计合理，装配精确，定位准确，可靠性高的毫米波超小型化多级降压收集极及其装配方法。
【发明内容】
[0004]发明目的:本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种结构设计合理，绝缘、散热功能好，耐压性能好，引线结构分布合理，电子回收效率高，尤其是收集极各级定位准确、牢固，精度和可靠性高，直径在13毫米以下的毫米波超小型化多级降压收集极。本发明另一个目的是提供一种工艺设计合理，装配精度高，是一种解决该种超小型化多级降压收集极装配难题的装配方法。实验结果表明，本发明装配得到的超小型化多级降压收集极的收集极效率可达86%以上，电子回流率为0，总热耗小于50W。取得了非常好的技术效果。
[0005]技术方案:为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为:
一种超小型化多级降压收集极，它包括收集极筒、分别环形排列在收集极筒内壁上的第一收集极瓷杆、第二收集极瓷杆、第三收集极瓷杆，安装在收集极筒内部，分别和第一收集极瓷杆、第二收集极瓷杆和第三收集极瓷杆装配在一起的第一收集极芯、第二收集极芯和第三收集极芯，安装在收集极筒一端的收集极磁屏；
所述的第一收集极瓷杆、第二收集极瓷杆和第三收集极瓷杆外表面上均开设有凹槽，所述的第一收集极芯、第二收集极芯和第三收集极芯上分别设有与第一收集极瓷杆、第二收集极瓷杆和第三收集极瓷杆外表面上凹槽相卡配定位的凸环；
所述的第二收集极瓷杆和第三收集极瓷杆中心均开设有通孔，第一收集极引线与第一收集极芯相连后穿过第二收集极瓷杆和第三收集极瓷杆中心的通孔与第一引线座相连；第二收集极引线与第二收集极芯相连后穿过第三收集极瓷杆中心的通孔后与第二引线座相连；
所述的第三收集极芯与收集极顶相连，第三收集极引线与收集极顶相连后与第三引线座相连。
[0006]作为优选方案，以上所述的超小型化多级降压收集极，所述的第一收集极瓷杆、第二收集极瓷杆和第三收集极瓷杆外表面上均开设有1~2个并列的凹槽。
[0007]作为优选方案，以上所述的超小型化多级降压收集极，所述的收集极筒的直径为12-13毫米。
[0008]作为优选方案，以上所述的超小型化多级降压收集极，所述的收集极筒的长度为18-20毫米。
[0009]由于传统的多级降压收集极体积较大，装配精度要求低，在结构上未设计配合槽定位收集极芯，在装配过程中容易产生位移，装配精度较低。本发明提供的超小型化多级降压收集极应用在毫米波行波管中，由于体积小，对装配精度要求高，本发明通过大量实验筛选，在绝缘的收集极瓷杆上开凹槽，并且在收集极芯上加工与凹槽卡配的凸环，不仅可大大提高收集极芯的定位准确性，且还能防止收集极芯移动，相对距离精度高、可靠性高。可解决现有技术中瓷杆与收集极芯定位不准确，收集极各级相对距离易产生变化，精度和可靠性低的技术缺陷，具有明显的技术进步。
[0010]本发明所述的超小型化多级降压收集极的装配方法，其包括以下步骤:
a、首先将收集极磁屏焊接在收集极筒的一端，然后分别将第一收集极引线与第一收集极芯焊接，第二收集极引线与第二收集极芯焊接，第三收集极引线与第三收集极芯和与收集极顶焊接；
b、然后将第一收集极瓷杆、第二收集极瓷杆、第三收集极瓷杆分别环形排列在收集极筒内腔，并把第一收集极芯、第二收集极芯和第三收集极芯通过凸环分别与第一收集极瓷杆、第二收集极瓷杆和第三收集极瓷杆外表面上凹槽卡配定位，并使第一收集极引线与第一收集极芯相连后穿过第二收集极瓷杆和第三收集极瓷杆中心的通孔；第二收集极引线穿过第三收集极瓷杆中心的通孔后与第二引线座相连；然后将第一收集极瓷杆与第一收集极芯的组合，第二收集极瓷杆与第二收集极芯的组合，第三收集极瓷杆与第三收集极芯的组合一起推入到收集极筒和收集极磁屏的组合中；
C、然后用钥模具将步骤b组装好的收集极夹紧；
d、放入高温炉中加热，并给高温炉中充入保护气体，确保在高温状态下，防止收集极组合氧化；
e、加热过程:由于收集极组合中包括极细的瓷杆，在加热过程中，温度的升高比较关键，本发明优选升温速率为100~120度/小时，加热至700~800度，保温10~30分钟，然后自然冷却；
f、待工件温度降至30度以下，打开高温炉，将工件取出，得到装配好的收集极。
[0011]作为优选方案，以上所述的超小型化多级降压收集极的装配方法，步骤e加热过程中，升温速率为100度/小时，加热至700度，保温20分钟，然后自然冷却。由于收集极组合中包括极细的瓷杆，易碎裂，且收集极外筒和收集极芯采用无氧铜材质，在加热过程中，温度的升高比较关键，本发明通过大量实验筛选，优选得到最佳的升温速度为100度/小时，且最高温加热至700度，保温20分钟。
由于小型化多降压收集极芯和外套的材料均为无氧铜，膨胀系数较大，而瓷杆的膨胀系数较小，将收集极芯、外套和瓷杆在滑配状态下组合成整体，本发明通过实验筛选，利用钥模具将收集极组合夹紧，放入高温炉中，将收集极及模具加热至优选的温度后，收集极芯和外套将会产生较大的膨胀，而钥模具的膨胀量相对铜外套和收集极芯来说要小的多，钥模具起到限制铜外套和收集极芯向外膨胀，产生向内挤压收集极的力；另外，铜外套和收集极芯材料相对陶瓷要软，可塑性较大，在钥模具挤压力的作用下，铜外套和收集极芯与陶瓷杆形成紧密的组合，由装配时的点接触挤压成面接触，不但使得收集极实现挤压夹紧的效果，同时，面接触也可以提高散热能力。可解决现有技术中，采用磁挤压和焊接工艺方法无法装配本发明超小型化多级降压收集极的技术缺陷，取得了很好的技术进步。
[0012]作为优选方案，以上所述的超小型化多级降压收集极的装配方法，步骤d中所述的保护气体为氢气、氢气与氮气或氢气与氩气的混合气体。采用该保护气体可有效防止收集极在高温状态下氧化。
[0013]有益效果:本发明提供的超小型化多级降压收集极及其装配方法与现有技术收集极相比，具有以下优点:
本发明所述的超小型化多级降压收集极，结构设计合理，装配精度高，装配后收集极各级相对距离不会产生变化，能够满足毫米波超小型化行波管小型化、高精度和高可靠的要求，并且实验检测结果表明，本发明提供的超小型化多级降压收集极，效率可达86%以上，电子回流率为0，总热耗小于50W，并且具有优异的散热能力，工作稳定性好，可靠性高，应用范围广泛，尤其在国防中具有重要应用价值。
【附图说明】
[0014]图1为本发明所述的超小型化多级降压收集极的结构示意图。
[0015]图2为本发明所述的超小型化多级降压收集极装配时的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0017]实施列I
如图1所示，一种超小型化多级降压收集极，它包括收集极筒(I)、分别环形排列在收集极筒(I)内壁上的第一收集极瓷杆(2)、第二收集极瓷杆(3)、第三收集极瓷杆(4)，安装在收集极筒(I)内部，分别和第一收集极瓷杆(2)、第二收集极瓷杆(3)和第三收集极瓷杆
(4)装配在一起的第一收集极芯(5)、第二收集极芯(6)和第三收集极芯(7)，安装在收集极筒(I) 一端的收集极磁屏(8)；