磁控管管芯、磁控管和微波炉的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及磁控管技术领域，具体而言，涉及一种磁控管管芯、一种磁控管和一种 微波炉。
【背景技术】
[0002] 目前，磁控管应用最广泛的是电子真空管，由于其相比于其他类型的真空管来说， 具有效率高、体积小、功率大、工作电压低、方便使用等一系列优点，因此被广泛用作包括家 用微波炉在内的微波应用设备的微波发生源。
[0003] 随着电子电气产品雨后春笋般快速涌现，使得有限的频谱资源变得越来越紧张。 为了在一方面控制电子设备抢占日益紧张的频谱资源，缓解日益严峻的电磁环境，另一方 面提倡绿色家电，提高人们生活质量，保护人们身体健康，欧美和中国都制订了相关的电磁 测试及电磁兼容（ElectromagneticCompatibility,EMC)认证标准。微波炉作为应用最 广泛、家庭常用的微波设备，其EMC认证越来越引起关注，作为微波炉的核心部件磁控管的 EMC性能好坏直接决定微波炉EMC性能，故磁控管的EMC性能成为磁控管行业研究的重点。 由于磁控管EMC相关的理论还很不成熟，还没能找到谐波产生的根源和物理机理，因此，改 善磁控管EMC性能的研究都集中在如何抑制磁控管的谐波输出上。
[0004] 微波炉磁控管主要由真空管芯、散热部分、磁回路等构成，其中，真空管芯一般由 阳极谐振系统、阴极发射系统、能量输出系统构成。如图1所示，阳极谐振系统是由阳极筒 Γ、叶片2'、大交连环3'和小交连环4'构成；阴极发射系统主要包括螺旋灯丝5'和支杆 组件6'。
[0005] 磁控管阴极发射系统与阳极谐振系统被同轴的安装在一起，在阳极谐振系统的轴 向方向上下对称地安装一对锥状的磁极，分别为A侧磁极7'和K侧磁极8'。散热片11'为 散热系统，将阳极筒Γ的热量散发到空气中，降低阳极筒温度。
[0006] 能量输出系统一般分为轴向输出和径向输出，轴向输出又分为同轴线输出和陶瓷 输出，径向输出又分为水平极化输出和垂直极化输出。图2中示出了磁控管管芯的轴向同 轴线输出结构，包括：耦合天线91'、A侧管壳92'、陶瓷输出窗93'、排气管94'、天线帽95'。
[0007] 现有技术中一般通过以下几种方式来抑制磁控管的谐波输出：
[0008] (1)在能量输出系统中的A侧管壳92'增加扼流结构来抑制谐波输出；
[0009] (2)在高压输入系统中的K侧管壳增加扼流结构抑制谐波从支杆组件6'泄露； [0010] (3)优化磁极及交连环来抑制谐波输出。
[0011] 由于在A侧管壳92'或K侧管壳增加扼流结构的方案有传输线理论支撑，故比较 成熟，且被广泛应用到磁控管中用来抑制高次谐波。然而扼流结构抑制频带很窄，导致一个 扼流结构只能抑制一个频点，若需要抑制多个频点，则需要精加工和精装配，导致成本增加 (材料成本、精加工成本、组装工序成本、物料管理成本），而且很难保证加工和组装的一致 性，即产品一致性难以保证。具体地，如图2所示，现有技术中加扼流结构97'用于抑制五 次谐波，加扼流结构96'用于抑制3次谐波。此外，优化磁极和交连环的方案由于优化空间 小，因此很难协调磁控管的工作效率和EMC性能。
[0012] 因此，如何能够在尽量降低成本的前提下，有效抑制磁控管的谐波输出，进而改善 磁控管的EMC性能成为亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0013] 本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0014] 为此，本发明的一个目的在于提出了一种能够滤除通过耦合天线的谐波，进而有 效地抑制了磁控管的谐波输出，改善了磁控管EMC性能的磁控管管芯。
[0015] 本发明的另一个目的在于相应提出了一种磁控管和一种微波炉。
[0016] 为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提出一种磁控管管芯，包括:A 侧管壳；耦合天线，设置在所述A侧管壳内且与所述A侧管壳的轴线重合，所述耦合天线上 设置有与所述A侧管壳构成间隙电容的多个容性结构。
[0017] 根据本发明的实施例的磁控管管芯，由于耦合天线与A侧管壳的轴线重合，即耦 合天线与A侧管壳同轴，因此构成了同轴输出的能量输出系统；同时由于耦合天线上流过 的是高频电流，因此耦合天线可以等效为电感，电感与由容性结构和A侧管壳构成的间隙 电容形成了同轴低通滤波器，进而能够滤除通过耦合天线的谐波，有效地抑制了磁控管的 谐波输出，改善了磁控管的EMC性能。同时，相比于现有技术中设置扼流结构的方案，本申 请的技术方案能够有效降低产品的生产成本。
[0018] 另外，根据本发明的上述实施例的磁控管管芯，还可以具有如下附加的技术特 征：
[0019] 根据本发明的一个实施例，每个所述容性结构包括：圆柱形容性结构、圆台形容性 结构或具有锥顶结构的柱形容性结构。
[0020] 根据本发明的一个实施例，所述圆柱形容性结构的高度处于1. 5毫米至5毫米之 间，所述圆柱形的容性结构的底面直径处于4毫米至10毫米之间。
[0021] 根据本发明的一个实施例，所述具有锥顶结构的柱形容性结构中柱形的高度处于 1. 5毫米至5毫米之间，所述具有锥顶结构的柱形容性结构中柱形的底面直径处于4毫米至 10毫米，所述具有锥顶结构的柱形容性结构中的锥顶结构的倾角处于90度至160度之间。
[0022] 根据本发明的一个实施例，所述圆台形容性结构的高度处于1毫米至4毫米之间。
[0023] 作为一种优选的实施例，所述耦合天线上设置有两个所述容性结构，两个所述容 性结构之间的距离处于2毫米至5毫米之间。其中，两个容性结构可以是两个圆柱形容性 结构、两个圆台形容性结构、两个具有锥顶结构的柱形容性结构、一个圆柱形容性结构和一 个圆台形容性结构、一个圆柱形容性结构和一个具有锥顶结构的柱形容性结构、一个圆台 形容性结构和一个具有锥顶结构的柱形容性结构。
[0024] 而在耦合天线上设置有两个圆台形容性结构时，两个所述圆台形容性结构中的第 一圆台形容性结构的两个底面的直径分别处于6毫米至8毫米之间和7毫米至9毫米之间， 两个所述圆台形容性结构中的第二圆台形容性结构的两个底面的直径分别处于6毫米至8 毫米之间和8毫米至11毫米之间。其中，根据本发明的一个实施例，两个所述圆台形容性 结构之间的距离处于3毫米至5毫米之间。
[0025] 对于设置有两个容性结构的耦合天线，其横截面为圆形，两个所述容性结构之间 的耦合天线的直径处于1毫米至2毫米之间，两个所述容性结构之外的耦合天线的直径处 于1. 5毫米至4毫米之间。当然，对于设置有多个容性结构的耦合天线，多个容性结构之间 的耦合天线的直径也可以处于1毫米至2毫米之间，多个容性结构之外的耦合天线的直径 也可以处于1. 5毫米至4毫米之间。
[0026] 根据本发明的一个实施例，所述多个容性结构与所述耦合天线为一体式结构。
[0027] 根据本发明的实施例的磁控管管芯，通过将容性结构与耦合天线设置为一体式结 构，能够更便于工业设计。当然，容性结构与耦合天线也可以是分体式结构。
[0028] 根据本发明的一个实施例，还包括:A侧磁极，与所述A侧管壳相连接，所述A侧磁 极的轴线与所述A侧管壳的轴线重合，所述耦合天线穿过所述A侧磁极设置在所述A侧管 壳内。
[0029] 根据本发明的一个实施例，所述多个容性结构中距离所述A侧磁极和所述A侧管 壳的连接面最近的容性结构与所述连接面之间的距离处于1毫米至3毫米之间。
[0030] 根据本发明的一个实施例，所述A侧磁极上开设有供所述耦合天线穿过的天线孔 和与所述天线孔连接的缺口。
[0031] 根据本发明的实施例的磁控管管芯，相比于现有技术中仅设置天线孔的结构，通 过在A侧磁极上设置与天线孔连接的缺口，可以便于耦合天线与A侧磁极的安装。优选地， A侧磁极为帽型磁极。
[0032] 根据本发明的一个实施例，所述天线孔的直径处于3毫米至5毫米之间，所述缺口 包括矩形缺口，所述矩形缺口的宽度处于2毫米至3毫米之间。
[0033] 根据本发明的一个实施例，所述A侧磁极与所述A侧管壳通过焊接或挤压的方式 相连接。
[0034] 根据本发明第二方面的实施例，还提出了一种磁控管，包括：上述任一项实施例中 所述的磁控管管芯。
[0035] 根据本发明第三方面的实施例，还提出了一种微波炉，包括：上述实施例中所述的 磁控管。
[0036] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0037] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得