专利名称：一种场分布均匀的磁控管的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁控管，特别是一种用于振荡频率为5. 8GHz的家用微波炉、工业微波设备的、阳极部件与阴极部件间互作用空间处的高频场分布均勻的磁控管。
背景技术：
磁控管是产生微波的真空电子管，因为振荡效率高，微波输出功率大，除了广泛应用于家用微波炉以外，还广泛用作工业加热、化学处理等微波处理设备的微波发生源。而随着微波技术的发展，需要更高频率的磁控管如5. 8GHz频段的连续波磁控管等作为微波功率源，来提高在介质材料处理过程中微波-热转换效率，从而提高生产效率、缩短反应时间等实现节能环保。图1、图2、图3是用于现有2. 45GHz频率微波炉的磁控管或磁控管部件的剖面图。 磁控管一般由阳极部件1、阴极部件2、输出部件3以及形成磁回路的部件等构成，如图1所示。磁控管中央部分安装阴极部件2，与其同轴地安装的阳极部件1 ；阳极部件1是由阳极筒10、叶片11、大交连环12、小交连环13以及天线构成，工作在被称做π模式的主振荡模式时，其相邻空腔间叶片端面处的相位差为η。在阳极部件的轴向方向对称地安装一对锥形的磁极4，磁极与磁铁和外部支架组件以及安装底板构成磁回路。现有2. 45GHz磁控管因频率相对较低，波长相对较长，阳极部件的各零件尺寸相对较大，且精度要求较低，故阳极部件一般由阳极筒、叶片、大交连环和小交连环采用专用夹具进行组装和焊接。而随着磁控管振荡频率提高到5. 8GHz频段，阳极部件的各零件尺寸相对2. 45GHz 频段大大缩小，尺寸精度要求也增高，同时叶片的数量也由原来的10片提高到14 22片。而现有采用阳极筒和叶片进行组装的方法，容易造成阳极叶片在圆周方向角度分布不均勻， 叶片沿阳极筒轴方向错位等，使阳极部件与阴极部件间的互作用空间处的高频场分布不均勻，在管内激励起除η模式外的干扰振荡模式，从而使得η模振荡频谱差，严重时会使磁控管振荡不稳定、微波输出效率低等问题。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题，提供一种场分布均勻的磁控管，该磁控管能够稳定振荡在5. 8GHz频段，充分降低阳极部与阴极部之间的互作用空间的场分布的不均勻性，减少不必要的干扰振荡模式，并提高微波输出效率。实现本发明目的的技术方案是，一种场分布均勻的磁控管，包括有阳极部件、阴极部件，阳极部件包括圆柱状的阳极筒、固定在阳极筒内壁表面上呈放射状的若干阳极叶片和置于阳极筒内的大交连环、小交连环以及输出天线，阴极部分包括有与阳极部件同轴装配的中心支杆组件及绕在中心支杆组件上的螺旋状灯丝，阳极部件的轴向方向上对称地安装一对软磁材料的锥形磁极，其特征是，所述阳极筒内壁表面上的阳极叶片数为偶数个，且与所述阳极筒一体构成，并沿圆周方向均勻分布形成偶数个扇形状空腔的阳极腔体，所述大交连环和小交连环交替电连接所述放射状配置的阳极叶片。为精确定位大交连环和小交连环与所述放射状配置的阳极叶片的连接位置，在所述叶片沿轴向的上下两侧分别设置有供大交连环和小交连环嵌入的凹形细槽，所述大交连环和小交连环分别设有数量为叶片数一半的沿圆周方向均布的引脚，所述大交连环和小交连环的引脚相互交替地安装在所述叶片中的凹形状细槽中，构成大交连环和小交连环交替电连接所述叶片的结构。上述阳极筒、叶片及叶片两侧的凹形细槽采用一体加工而成，大交连环和小交连环的引脚宽度d与叶片的厚度t相同。上述叶片两侧端的凹形细槽的深度及大交连环和小交连环的引脚长度hs与叶片沿圆筒轴方向的高度ha之间满足条件hs<0. 25ha。上述大交连环和小交连环的引脚长度为1.5 2. 2mm，凹形细槽的内径dsl对应的内壁面和外径ds2对应的外壁面与大交连环和小交连环间的间隙Δ s为0. 5^1. 0mm。构成阳极部放射状配置的多个叶片的阴极侧顶端面呈圆柱状弧面，其圆柱弧面的轴线与阳极筒的轴线一致，叶片的厚度t与相邻叶片的顶端部相互间隔W之比t/w是在 1. Γ1. 4范围内，叶片沿圆筒轴方向的高度ha为7. 5 9. 5mm。本发明的有益效果是，由于阳极筒、叶片及叶片两侧的凹形细槽采用一体加工而成，因此，相比现有技术采用专用夹具对这些部件进行组装和焊接，本发明阳极叶片在圆周方向角度分布均勻，避免了叶片沿阳极筒轴方向错位等，使阳极部件与阴极部件间的互作用空间处的高频场分布很均勻，在管内激励起除η模式外的干扰振荡模式较少，从而使得 JI模振荡频谱好，磁控管振荡稳定、微波输出效率高。
图1为现有磁控管的剖面图2为现有2. 45GHz磁控管的局部剖面图； 图3为现有阳极筒截面图； 图4为本发明阳极结构示意图； 图5为本发明阳极结构截面图； 图6为本发明阳极局部断面图； 图7为本发明大交连环立体图； 图8为本发明阳极部件的结构示意图； 图9为本发明阳极筒截面图； 图10为本发明阳极叶片局部截面图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步说明。如图8所示，本发明是一种场分布均勻的磁控管，包括有阳极部件、阴极部件，阳极部件包括圆柱状的阳极筒1、固定在阳极筒1内壁表面上呈放射状的若干阳极叶片11和置于阳极筒1内的大交连环12、小交连环12以及输出天线；阴极部分包括有与阳极部件同轴装配的中心支杆组件及绕在中心支杆组件上的螺旋状灯丝2，阳极部件的轴向方向上对称地安装一对软磁材料的锥形磁极3 ；所述阳极筒1内壁表面上的阳极叶片11的数量为偶数个，在本实施例中，阳极叶片11的数量为18片，如图5、图9所示；且阳极叶片11与所述阳极筒1连接成一整体，并沿圆周方向均勻分布形成偶数个扇形状空腔的阳极腔体4，如图 4、图6所示；所述大交连环12和小交连环13交替电连接所述放射状配置的阳极叶片11。为精确定位大交连环12和小交连环13与所述放射状配置的阳极叶片11的连接位置，在所述叶片11沿轴向的上下两侧分别设置有供大交连环12和小交连环13嵌入的凹形细槽111、112，如图6所示；所述大交连环12和小交连环13分别设有数量为叶片11数一半的沿圆周方向均布的引脚121、131，如图6、图7所示，在本实施例中，所述引脚121、131 的数量分别为9个；所述大交连环121和小交连环131的引脚121、131相互交替地分别安装在所述叶片11中的凹形细槽111、112中，构成大交连环12和小交连环13交替电连接所述叶片11的结构。上述阳极筒1、叶片11及叶片两侧的凹形细槽111、112采用一体加工而成，大交连环12和小交连环13的引脚宽度d与叶片的厚度t相同，如图5、图7所示。上述叶片11两侧端的凹形细槽111、112的深度及大交连环12和小交连环13的引脚121、131长度hs与叶片11沿圆筒轴方向的高度ha之间满足条件:hs<0. 25ha。上述大交连环12和小交连环13的引脚121、131长度为1. 5^2. 2mm,凹形细槽111、 112的内径dsl对应的内壁面和外径ds2对应的外壁面与大交连环12和小交连环13间的间隙Δ s为0. 5 1. 0mm，如图8所示。构成阳极部放射状配置的多个叶片11的阴极侧顶端面113呈圆柱弧面，如图10 所示，其圆柱弧面的轴线与阳极筒1的轴线一致，叶片的厚度t与相邻叶片的顶端部相互间隔W之比t/w是在1.广1.4范围内，如图5所示；叶片11沿圆筒轴方向的高度ha为 7. 5 9. 5mm。本发明由于阳极筒1、叶片11及叶片两侧的凹形细槽111、112采用一体加工而成， 因此，相比现有技术采用专用夹具对这些部件进行组装和焊接，本发明阳极叶片11在圆周方向角度分布均勻，避免了叶片11沿阳极筒1轴方向错位等，使阳极部件与阴极部件间的互作用空间处的高频场分布很均勻，在管内激励起除η模式外的干扰振荡模式较少，从而使得η模振荡频谱好，磁控管振荡稳定、微波输出效率高。
权利要求
1.一种场分布均勻的磁控管，包括有阳极部件、阴极部件，阳极部件包括圆柱状的阳极筒(1)、固定在阳极筒(1)内壁表面上呈放射状的若干阳极叶片(11)和置于阳极筒(1)内的大交连环(12)、小交连环(13)以及输出天线，阴极部分包括有与阳极部件同轴装配的中心支杆组件及绕在中心支杆组件上的螺旋状灯丝(3)，阳极部件的轴向方向上对称地安装一对软磁材料的锥形磁极(3)，其特征是，所述阳极筒(1)内壁表面上的阳极叶片(11)数为偶数个，且与所述阳极筒(11) 一体构成，并沿圆周方向均勻分布形成偶数个扇形状空腔的阳极腔体(4)，所述大交连环(12)和小交连环(13)交替电连接所述放射状配置的阳极叶片 (11)。
2.根据权利要求1所述的场分布均勻的磁控管，其特征是，在所述叶片(11)沿轴向的上下两侧分别设置有供大交连环(12)和小交连环(13)嵌入的凹形细槽(111、112)，所述大交连环(12)和小交连环(13)分别设有数量为叶片(11)数一半的沿圆周方向均布的引脚 (121、131 )，所述大交连环(12)和小交连环(13)的引脚(121、131)相互交替地安装在所述叶片(11)中的凹形细槽(111、112)中，构成大交连环(12)和小交连环(13)交替电连接所述叶片(11)的结构。
3.根据权利要求2所述的场分布均勻的磁控管，其特征是，所述阳极筒(1)、叶片(11) 及叶片两侧的凹形细槽(111、112)—体加工而成，大交连环(12)和小交连环(13)的引脚 (121,131)宽度d与叶片(11)的厚度t相同。
4.根据权利要求2或3所述的场分布均勻的磁控管，其特征是，所述叶片(11)两侧端的凹形细槽(111、112)的深度及大交连环(12)和小交连环(13)的引脚(121、131)长度hs 与叶片(11)沿圆筒轴方向的高度ha之间满足条件hs<0. 25ha。
5.根据权利要求4所述的场分布均勻的磁控管，其特征是，所述大交连环(12)和小交连环(13)的引脚(121、131)长度hs为1. 5^2. 2mm，凹形细槽的内径dsl对应的内壁面和外径ds2对应的外壁面与大交连环(12)和小交连环(13)间的间隙Δ s为0. 5 1. 0mm。
6.根据权利要求5所述的场分布均勻的磁控管，其特征是，所述构成阳极部放射状配置的多个叶片(11)的阴极侧顶端面(113)呈圆柱状弧面，其圆柱弧面的轴线与阳极筒(1) 的轴线一致，叶片(11)的厚度t与相邻叶片的顶端部相互间隔W之比t/W是在1. Γ1. 4范围内，叶片(11)沿圆筒轴方向的高度ha为7. 5^9. 5mm。
全文摘要
本发明是一种场分布均匀的磁控管，包括有阳极部件、阴极部件，阳极部件包括阳极筒、阳极筒内壁表面上呈放射状的阳极叶片和大交连环、小交连环以及输出天线，阴极部分包括绕在中心支杆组件上的螺旋状灯丝，阳极部件的轴向上对称地安装一对锥形磁极，所述阳极叶片数为偶数，且与阳极筒一体构成，形成偶数个扇形状空腔的阳极腔体，所述大交连环和小交连环交替电连接所述放射状配置的阳极叶片。本发明阳极叶片在圆周方向角度分布均匀，避免了叶片沿阳极筒轴方向错位等，使阳极部件与阴极部件间的互作用空间处的高频场分布很均匀，在管内激励起除π模式外的干扰振荡模式较少，从而使得π模振荡频谱好，磁控管振荡稳定、微波输出效率高。
文档编号H01J23/027GK102339709SQ201110220449
公开日2012年2月1日 申请日期2011年8月3日 优先权日2011年8月3日
发明者王彩育, 王贤友, 钟立松, 陈庆华, 黄启先 申请人:广东威特真空电子制造有限公司