专利名称：一种用于双模行波管的双模式多注电子枪及其控制方法
技术领域：
本发明涉及微波真空器件领域，尤其是涉及一种用于双模行波管的双模式多注电子枪及其控制方法。
背景技术：
在微波真空器件领域中，行波管是应用最广泛的器件。其中双模行波管可以工作在高低两种模式状态。高工作模式阴极峰值电流大，脉冲输出功率高，工作比小，作为主要功能的雷达使用；低工作模式阴极峰值电流小，脉冲输出功率小，工作比大，可以作为制导、干扰等功能使用，使用一种行波管完成了两种功能。双模行波管要求两种工作模式的平均功率和平均阴极电流相当，可以使用同一组电源供电，对电源供应紧张的场合如机载领域具有特别重要的意义。双模行波管设计的难 点之一在于双模电子枪的设计。双模电子枪需要提供高低模式两种工作状态，要求控制电压一致，即截止电压与工作电压在模式转换时不改变，阳极电压恒定，转换方便，可以实现工程化，且聚焦磁场可以对高低两种模式同时聚焦。然而，现有技术中却没有完全符合上述要求的双模电子枪，限制了技术的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种用于双模行波管的双模式多注电子枪及其控制方法，其目的是能够提供高低模式两种工作状态，且控制电压一致，即截止电压与工作电压在模式转换时不改变，阳极电压恒定，转换方便，可以实现工程化，可以使用同一磁场对两种模式的电子束聚焦。本发明的技术方案是该种用于双模行波管的双模式多注电子枪包括依次排列的阴极、阴影栅、内栅极、外栅极和阳极，且内栅极套装在外栅极的凸台上；所述的阴极包括阴极钥筒，阴极钥筒内且沿着阴极钥筒的轴线方向分成两部分，两部分之间通过绝缘陶瓷隔开，一部分内安装有阴极海绵体，另一部分内安装有灯丝灌封绝缘体，且灯丝灌封绝缘体内设有灯丝；阴极钥筒的端面上设有若干个孔，内栅极控制其中一部分孔内的电子束，外栅极控制其余部分孔内的电子束，实现双模式工作。所述的阴极钥筒端面上的孔的直径根据双模式电流的大小设定，孔的数量根据调节电流比例进行设定。作为一种的具体实施方式
，所述的阴极钥筒的端面上的孔优选为19个，且19个孔的直径相同，内栅极上设有与阴极钥筒的端面上外围上12个孔对应的孔，并控制外围12个孔内的电子束，外栅极上设有与阴极钥筒的端面上19个孔对应的孔，并控制中心处7个孔内的电子束，高低模式电流比例为19:7。所述的阴影栅、内栅极和外栅极均为一个，且阴影栅、内栅极和外栅极均为平面结构。所述的阴影栅的电位与阴极一致，内栅极和外栅极的截止电压和高低模式工作电压均一致。所述的内栅极和外栅极的正负电压差均小于800V。一种上述双模式多注电子枪的控制方法，根据双模式电流的大小，设置阴极钥筒上若干个孔的孔径，孔径的大小可以全部一致；也可以微调其中部分孔的孔径，与其他注的孔径不一样，达到调节高低模式电流比例的目的；孔的数量根据调节电流比例进行设定。作为一种具体的实施方式，所述的阴极钥筒的端面上的孔优选为19个，且19个孔的直径相同，内栅极控制外围12注电子束，外栅极控制中心7注电子束；I)当内栅极和外栅极同时加负截止电位时，19注电子束截止，阴极不发射电流；2)当内栅极加负截止电位，外栅极加正工作电位时，中心7注阴极发射电子束工 作，外围12注电子束截止，工作在低模式状态；3)当内栅极和外栅极同时加高工作电位时，19注电子束同时发射，电子枪工作在高模式状态。具有上述结构的该种用于双模行波管的双模式多注电子枪及其控制方法具有以下优点I.该种用于双模行波管的双模式多注电子枪使用19注平面阴极，阴极为一个整体，一个加热子，简化了工艺，在一个钥筒零件上加工19个孔，使用通用的浸溃覆膜阴极工艺制作，形成19注阴极，19注电子束的发射轨迹、形状一致，发射电流一致。高低模式转换时中心7注电子束的轨迹、形状不改变，聚焦磁场在高低模式转换时不需要改变。2.该种用于双模行波管的双模式多注电子枪根据双模式电流的大小设置阴极孔径，也可以微调其中部分孔径，与其他注的孔径不一样，达到调节高低模式电流比例的目的；当然也可以不使用19注电子束，使用其他的注数，并分别控制不同的电子注，调节电流比例。3.该种用于双模行波管的双模式多注电子枪工艺结构简单，工程应用易于实现，阴极、阴影栅、内栅极、外栅极均为平面结构，易于加工，且阴极、阴影栅、内栅极、外栅极通过设计定位孔和合适的工装，保证相互的位置关系，保证装配精度；阴影栅、内栅极、外栅极一般采用高温难熔金属如钥制作，强度好，散热条件好，温度低，可靠性高。
下面结合附图对本发明作进一步说明图I为本发明的结构示意图。图2为图I所示结构的左视图。图3为本发明中阴极的结构示意图。图4为图3所示结构的左视图。图5为本发明中阴影栅的结构示意图。图6为图5所示结构的左视图。图7为本发明中内栅极的结构示意图。图8为图7所示结构的左视图。图9为本发明中外栅极的结构示意图。图10为图9所示结构的右视图。
图11为本发明中阳极的结构示意图。图12为图11所示结构的左视图。在图1-12中，I :阴极钥筒；2 :阴极海绵体；3 :灯丝灌封绝缘体；4 :绝缘陶瓷；5 灯丝;6 :阴极；7 :阴影栅8 :内栅极；9 :外栅极；10 :阳极。
具体实施例方式由图1-12所示结构结合可知，该种用于双模行波管的双模式多注电子枪包括依次排列的阴极6、阴影栅7、内栅极8、外栅极9和阳极10 ;阴极6包括阴极钥筒1，阴极钥筒I内且沿着阴极钥筒I的轴线方向分成两部分，两部分之间通过绝缘陶瓷4隔开，一部分内安装有阴极海绵体2，另一部分内安装有灯丝灌封绝缘体3，且灯丝灌封绝缘体3内设有灯丝5 ;阴极钥筒I的端面上设有若干个孔，内栅极8控制其中一部分孔内的电子束，外栅极9控制其余部分孔内的电子束，实现双模式工作。阴极钥筒I端面上的孔的直径根据双模式电流的大小设定，孔的数量根据调节电流比例进行设定。作为本发明的一个具体实施方式
，阴极钥筒I的端面上的孔优选为19个，且19个孔的直径相同，内栅极8上设有与阴极钥筒I的端面上外围上12个孔对应的孔，并控制外围12个孔内的电子束，外栅极9上设有与阴极钥筒I的端面上19个孔对应的孔，并控制中·心处7个孔内的电子束，高低模式电流比例为19:7，使用通用的浸溃覆膜阴极工艺制作，形成19注阴极，19注电子束的发射轨迹、形状一致，发射电流一致。高低模式转换时中心7注电子束的轨迹、形状不改变，聚焦磁场在高低模式转换时不需要改变。根据双模式电流的大小设置阴极孔径，也可以微调其中部分孔径，与其他注的孔径不一样，达到调节高低模式电流比例的目的；当然也可以不使用19注电子束，使用其他的注数，并分别控制不同的电子注，调节电流比例。阴影栅7、内栅极8和外栅极9均为一个，且阴影栅7、内栅极8和外栅极9均为平面结构，易于加工，且阴极6、阴影栅7、内栅极8、外栅极9通过设计定位孔和合适的工装，保证相互的位置关系，保证装配精度；阴影栅7、内栅极8、外栅极9 一般采用高温难熔金属如钥制作，强度好，散热条件好，温度低，可靠性高。阴影栅7的电位与阴极6 —致，内栅极8和外栅极9的截止电压和高低模式工作电压均一致，内栅极8和外栅极9的正负电压差均小于800V。该种双模式多注电子枪的控制方法具体为根据双模式电流的大小，设置阴极钥筒I上若干个孔的孔径，孔径的大小可以全部一致；也可以微调其中部分孔的孔径，与其他注的孔径不一样，达到调节高低模式电流比例的目的；孔的数量根据调节电流比例进行设定。阴极钥筒I的端面上的孔优选为19个，且19个孔的直径相同，内栅极8控制外围12注电子束，外栅极9控制中心7注电子束；I)当内栅极8和外栅极9同时加负截止电位时，19注电子束截止，阴极6不发射电流；2)当内栅极8加负截止电位，外栅极9加正工作电位时，中心7注阴极发射电子束工作，外围12注电子束截止，工作在低模式状态；
3)当内栅极8和外栅极9同时加高工作电位时，19注电子束 同时发射，电子枪工作在高模式状态。
权利要求
1.一种用于双模行波管的双模式多注电子枪，其特征在于所述的双模式多注电子枪包括依次排列的阴极(6)、阴影栅(7)、内栅极(8)、外栅极(9)和阳极(10);所述的阴极(6)包括阴极钥筒(1)，阴极钥筒(I)内且沿着阴极钥筒(I)的轴线方向分成两部分，两部分之间通过绝缘陶瓷(4)隔开，一部分内安装有阴极海绵体(2)，另一部分内安装有灯丝灌封绝缘体(3)，且灯丝灌封绝缘体(3)内设有灯丝(5);阴极钥筒(I)的端面上设有若干个孔，内栅极(8 )控制其中一部分孔内的电子束，外栅极(9 )控制其余部分孔内的电子束，实现双模式工作。
2.根据权利要求I所述的一种用于双模行波管的双模式多注电子枪，其特征在于所述的阴极钥筒(I)端面上的孔的直径根据双模式电流的大小设定，孔的数量根据调节电流比例进行设定。
3.根据权利要求2所述的一种用于双模行波管的双模式多注电子枪,其特征在于所述的阴极钥筒(I)的端面上的孔优选为19个，且19个孔的直径相同，内栅极(8)上设有与阴极钥筒(I)的端面上外围上12个孔对应的孔，并控制外围12个孔内的电子束，外栅极(9)上设有与阴极钥筒(I)的端面上19个孔对应的孔，并控制中心处7个孔内的电子束，高低模式电流比例为19:7。
4.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的一种用于双模行波管的双模式多注电子枪，其特征在于所述的阴影栅(7)、内栅极(8)和外栅极(9)均为一个，且阴影栅(7)、内栅极(8)和外栅极(9)均为平面结构。
5.根据权利要求4所述的一种用于双模行波管的双模式多注电子枪,其特征在于所述的阴影栅(7)的电位与阴极(6)—致，内栅极(8)和外栅极(9)的截止电压和高低模式工作电压均一致。
6.根据权利要求5所述的一种用于双模行波管的双模式多注电子枪,其特征在于所述的内栅极(8)和外栅极(9)的正负电压差均小于800V。
7.—种权利要求1-6任一项权利要求所述的双模式多注电子枪的控制方法,其特征在于根据双模式电流的大小，设置阴极钥筒(I)上若干个孔的孔径，孔径的大小可以全部一致；也可以微调其中部分孔的孔径，与其他注的孔径不一样，达到调节高低模式电流比例的目的；孔的数量根据调节电流比例进行设定。
8.根据权利要求7所述的双模式多注电子枪的控制方法，其特征在于所述的阴极钥筒(I)的端面上的孔优选为19个，且19个孔的直径相同，内栅极(8)上设有与阴极钥筒(I)的端面上外围上12个孔对应的孔，并控制外围12个孔内的电子束，外栅极(9)上设有与阴极钥筒(I)的端面上19个孔对应的孔，并控制中心处7个孔内的电子束； I)当内栅极(8)和外栅极(9)同时加负截止电位时，19注电子束截止，阴极(6)不发射电流； 2)当内栅极(8 )加负截止电位,外栅极(9 )加正工作电位时，中心7注阴极发射电子束工作，外围12注电子束截止，工作在低模式状态； 3)当内栅极(8)和外栅极(9)同时加高工作电位时，19注电子束同时发射，电子枪工作在高模式状态。
全文摘要
本发明公开了一种用于双模行波管的双模式多注电子枪及其控制方法，双模式多注电子枪包括依次排列的阴极、阴影栅、内栅极、外栅极和阳极；所述的阴极包括阴极钼筒，阴极钼筒内且沿着阴极钼筒的轴线方向分成两部分，两部分之间通过绝缘陶瓷隔开，一部分内安装有阴极海绵体，另一部分内安装有灯丝灌封绝缘体，且灯丝灌封绝缘体内设有灯丝；阴极钼筒的端面上设有若干个孔，内栅极控制其中一部分孔内的电子束，外栅极控制其余部分孔内的电子束，实现双模式工作。具有上述特殊结构的该种用于双模行波管的双模式多注电子枪及其控制方法能够提供高低模式两种工作状态，且控制电压一致，可以使用同一磁场对两种模式的电子束聚焦。
文档编号H01J23/04GK102945781SQ201210393868
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者沈旭东, 吴磊, 王昊 申请人:安徽华东光电技术研究所