专利名称：一种阴极吸气结构及具有该阴极吸气结构的行波管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及微波电真空器件领域，尤其是涉及一种阴极吸气结构及具有该阴极吸气结构的行波管。
背景技术：
行波管为微波真空电子器件，利用电磁场来控制电子束在其内部运动，使电子束产生、加速、运动、收集以及和信号相互作用，以至达到信号放大的目的。行波管内部为高真空环境，电子束在内部运行。其中阴极产生电子束，然后利用聚焦极、阳极把电子束会聚、力口速，形成一定截面形状、尺寸和能量的电子束，和高频系统完成能量的交换，致使信号得到放大。产生电子束的阴极常为热阴极，材料一般为金属钨，需要加热到一定的温度才能发射电子。阴极工作温度一般要求高于1050°C，一般采用灯丝结构给阴极加热。灯丝一般在阴极的底部，给阴极提供升温所需的能量，将阴极加热到工作状态。这时阴极和灯丝形成了一个高温区域，其内部材料由于高温作用，周围的环境又是高真空状态，其内部材料受到加热会放气，影响阴极区域的真空度。阴极区的真空度的降低，粒子会轰击阴极发射面，会导致阴极表面发射性能的下降，甚至无发射。
实用新型内容有鉴于此，有必要提供一种阴极吸气结构及具有该阴极吸气结构的行波管，采用的阴极吸气结构，控制阴极高温工作时的真空度，避免真空度下降对阴极发射性能的影响。本实用新型是这样实现的，一种阴极吸气结构，其包括外热屏和端盖，该外热屏为环状结构能位于阴极的外围将该阴极收容在内，该端盖为碗状结构且其开口面向该外热屏，该端盖开设有两个通孔，固定在该阴极一端上的阴极灯丝组件能经由该两个通孔透过该端盖而延伸在该端盖外。作为上述方案的进一步改进，该外热屏的壁厚在O. 02、. 25mm范围内。优选地，该外热屏的壁厚为O. 03mm。作为上述方案的进一步改进，该端盖的壁厚在O. 02、. 25mm范围内。优选地，该端盖的壁厚为O. 2mm。本实用新型还涉及一种行波管，其包括阴极、固定在该阴极一端上的阴极灯丝组件以及阴极吸气结构，该阴极吸气结构包括环状结构的外热屏和碗状结构的端盖，环状结构的该外热屏位于阴极的外围将该阴极收容在内，该端盖为碗状结构且其开口面向该外热屏，该端盖开设有两个通孔，该阴极灯丝组件伸入该端盖的开口内并经由该两个通孔透过该端盖而延伸在该端盖外。作为上述方案的进一步改进，该外热屏的壁厚在O. 02、. 25mm范围内。优选地，该外热屏的壁厚为O. 03mm。作为上述方案的进一步改进，该端盖的壁厚在O. 02、. 25mm范围内。优选地，该端盖的壁厚为O. 2mm。作为上述方案的进一步改进，环状结构的该外热屏的内壁与该阴极之间的最大距离处于O. 5 1. Omm范围内。优选地，环状结构的该外热屏的内壁与该阴极之间的最大距离为 O. 8mm。作为上述方案的进一步改进，该端盖与该阴极之间的距离处于O. 5 1. Omm范围内。优选地，该端盖与该阴极之间的距离为O. 6_。本实用新型提供的阴极吸气结构及具有该阴极吸气结构的行波管，外热屏和端盖距阴极正常工作的高温区域位置近，在阴极正常工作的高温时，易将外热屏和端盖进行加热，外热屏和端盖均薄壁结构，材料为具有高温吸气性能的真空材料，在阴极正常工作时，阴极的高温导致内部材料温度升高，在阴极区发生放气，降低真空度，外热屏和端盖材料在阴极附近，受其温度影响升温，同时本身为薄壁结构，温度比阴极工作温度低100°C左右，在这个温度范围内材料本身具有吸气特性，从而保证阴极工作区的真空度，避免放气对阴极发射性能的影响，可以长时间的维持阴极发射能力。本实用新型的优点在于
·[0015]1、能够保持阴极高温工作时的真空度；2、可以长时间维持阴极的发射特性。
以下结合附图和具体实施过程对本实用新型作进一步说明
图1为阴极吸气结构的使用状态示意图；图2为外热屏的结构示意图；图3为端盖的结构示意图。主要符号说明阴极1、外热屏2、端盖3、阴极灯丝组件4。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。请一并参阅
图1、图2及图3，本实用新型采用的技术方案是一种阴极吸气结构及具有该阴极吸气结构的行波管，该阴极吸气结构包括外热屏2和端盖3组成。外热屏2为环状结构，端盖3为碗状结构。外热屏2放置在阴极I外围，端盖3放置在阴极灯丝组件4的后端，外热屏2和端盖3距阴极I正常工作的高温区域位置近。外热屏2和端盖3均薄壁结构，材料为具有高温吸气性能的真空材料。在阴极I正常工作时，阴极I的高温导致内部材料温度升高，在阴极区发生放气，降低真空度。外热屏2和端盖3材料在阴极I附近，受其温度影响升温，同时本身为薄壁结构，温度比阴极I工作温度低100 V左右，在这个温度范围内材料本身具有吸气特性。从而保证阴极工作区的真空度，避免放气对阴极I发射性能的影响，可以长时间的维持阴极I发射能力。以机载Ku波段100W行波管的5mm阴极为例，具体实施步骤如下选择材料选择一种高温吸气材料为阴极吸气结构的材料，温度在比阴极工作温度1050°C低100-200°C时能够具有真空吸气效果，在常温状态下还不能放气，材料本身为真空材料。最终选取的材料为金属钽或者金属铌。设计外热屏2 :外热屏2为环状结构，如图2所示。主要是将阴极I的外径方向包围，外热屏2的高度和阴极I的高度相近，外热屏2的内径和阴极I最大外径相同，如
图1所示，外热屏2的内径和阴极I最大距离在O. 5-1. Omm范围内，优选地，选择的距离为O. 8mm。外热屏2的壁厚，根据阴极I正常工作时外热屏2温度能够保持在800-950°C为准，一般为O. 02-0. 25mm，优选地，选择的是O. 03mm。 设计端盖3 :端盖3为碗状结构，如图2所示。主要是将阴极I底部的灯丝结构(即阴极灯丝组件4)围起，如
图1所示。端盖3的厚度一般为O. 02-0. 25mm，这里由于还需要对灯丝结构固定，选择的是O. 2mm。那么端盖3和阴极I的距离，在O. 5-1. Omm范围内，根据阴极I正常工作时外热屏2温度能够保持在800-950°C为准，优选地，选择的距离为O. 6mm。设计阴极吸气结构如
图1所示，将外热屏2和阴极I的底部固定，将端盖3固定在阴极I的底部位置，外热屏2和端盖3将阴极I除前面(电子的发射面)外基本包围。采用这种阴极吸气结构的行波管，其阴极I的发射性能在0-1000小时内，基本没有变化。综上所述，本实用新型提供的阴极吸气结构及具有该阴极吸气结构的行波管，夕卜热屏2和端盖3距阴极I正常工作的高温区域位置近，在阴极I正常工作的高温时，易将外热屏2和端盖3进行加热，外热屏2和端盖3均薄壁结构，材料为具有高温吸气性能的真空材料，在阴极I正常工作时，阴极I的高温导致内部材料温度升高，在阴极区发生放气，降低真空度，外热屏2和端盖3材料在阴极I附近，受其温度影响升温，同时本身为薄壁结构，温度比阴极I工作温度低100°C左右，在这个温度范围内材料本身具有吸气特性，从而保证阴极I工作区的真空度，避免放气对阴极I发射性能的影响，可以长时间的维持阴极I发射能力。因此，简而言之，本实用新型的优点在于1、能够保持阴极高温工作时的真空度；2、可以长时间维持阴极的发射特性。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种阴极吸气结构，其特征在于，其包括外热屏和端盖，该外热屏为环状结构能位于阴极的外围将该阴极收容在内，该端盖为碗状结构且其开口面向该外热屏，该端盖开设有两个通孔，固定在该阴极一端上的阴极灯丝组件能经由该两个通孔透过该端盖而延伸在该端盖外。
2.如权利要求1所述的一种阴极吸气结构，其特征在于，该外热屏的壁厚在O. 02 O. 25mm范围内。
3.如权利要求2所述的一种阴极吸气结构，其特征在于，该外热屏的壁厚为O.03mm。
4.如权利要求1所述的一种阴极吸气结构，其特征在于，该端盖的壁厚在O.02、. 25mm范围内。
5.如权利要求4所述的一种阴极吸气结构，其特征在于，该端盖的壁厚为O.2mm。
6.一种行波管，其包括阴极以及固定在该阴极一端上的阴极灯丝组件，其特征在于，该行波管还包括如权利要求1至5中任意一项所述的阴极吸气结构，环状结构的该外热屏位于阴极的外围将该阴极收容在内，该阴极灯丝组件伸入该端盖的开口内并经由该两个通孔透过该端盖而延伸在该端盖外。
7.如权利要求6所述的一种行波管，其特征在于，环状结构的该外热屏的内壁与该阴极之间的最大距离处于O. 5 1. Omm范围内。
8.如权利要求7所述的一种行波管，其特征在于，环状结构的该外热屏的内壁与该阴极之间的最大距离为O. 8mm。
9.如权利要求6所述的一种行波管，其特征在于，该端盖与该阴极之间的距离处于O.5 1. Omm范围内。
10.如权利要求9所述的一种行波管，其特征在于，该端盖与该阴极之间的距离为O.6mm。
专利摘要本实用新型公开了一种阴极吸气结构及具有该阴极吸气结构的行波管，该阴极吸气结构包括外热屏和端盖，该外热屏为环状结构能位于阴极的外围将该阴极收容在内，该端盖为碗状结构且其开口面向该外热屏，该端盖开设有两个通孔，固定在该阴极一端上的阴极灯丝组件能经由该两个通孔透过该端盖而延伸在该端盖外。本实用新型的优点在于采用的阴极吸气结构，能控制阴极高温工作时的真空度，避免真空度下降对阴极发射性能的影响。
文档编号H01J23/04GK202888117SQ20122039356
公开日2013年4月17日 申请日期2012年8月9日 优先权日2012年8月9日
发明者吴华夏, 张文丙, 白卫星, 张丽, 阮智文, 任振国, 沈旭东, 张凡凡 申请人:安徽华东光电技术研究所