一种产生带状或高椭圆率电子注的电子枪的制作方法
【专利摘要】该实用新型公开了一种产生带状或高椭圆率电子注的电子枪，属于真空电子【技术领域】。首先，按照所需带状电子注的厚度作为直径，通过成熟的方法设计合适的圆柱形电子注电子枪，然后将电子枪的聚焦极和阳极平均剖分两半，中间加入和剖分截面相同的展宽部分，展宽部分的长度根据所需的电子注宽度决定。此时，聚焦极就形成了两端为半圆环，中间为一展宽部分的扁圆形电子枪聚焦极、阳极，其中该聚焦极聚焦阴极发射的带状电子注或高椭圆率电子注时，其聚焦场和电子注的空间电荷场拓扑结构一致，不会出现【背景技术】所述的某些角度扩散，某些角度交错的问题，不会打断带状电子注的层流性，使电子注顺利的到达阳极。
【专利说明】一种产生带状或高椭圆率电子注的电子枪
【技术领域】
[0001]本实用新型属于真空电子【技术领域】，涉及行波管、返波管、返波振荡器、速调管、自由电子激光、奥罗管等真空电子器件。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步，对真空电子器件的需求趋向于更高的功率和频率，因此能够产生大电流，大功率，高频率输出的带状电子注或高椭圆率电子注真空电子器件成为了国内外的研究热点。然而，带状电子注行波管、返波管、速调管、自由电子激光、奥罗管等应用带状电子注的真空电子器件都面临一个关键问题——如何实现高质量带状电子注的发射。现有的圆柱形或称铅笔形电子注聚焦极为圆环状结构，其中心孔为漏斗状，圆柱形的阴极位于环状结构聚焦极的漏斗状中心孔底部，阴极发射电子，经过聚焦极聚焦后通过带有环形孔的阳极，从而形成圆柱形电子注。带状电子注为矩形阴极或椭圆形阴极发射形成，当其利用常规的圆形聚焦极聚焦该带状电子注时，由于带状电子注在截面上空间电荷力沿角度分布不同，而圆形聚焦极在其截面上聚焦力沿角度各个方向相同，从而使得电子注在聚焦力大于空间电荷力的角度方向上相交错，而在聚焦力小于空间电荷力的角度方向上扩散，无法实现带状电子注的聚焦和稳定。
【发明内容】
[0003]为了实现带状电子注的聚焦和控制，针对【背景技术】的不足本实用新型提出了一种节能、高效的带状或高椭圆率电子注真空电子器件的电子枪。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:首先，按照所需带状电子注的厚度作为直径，通过成熟的方法设计合适的圆柱形电子注电子枪，然后将电子枪的聚焦极和阳极平均剖分两半，中间加入和剖分截面相同的展宽部分，展宽部分的长度根据所需的电子注宽度决定。此时，聚焦极就形成了两端为半圆环，中间为一展宽部分的扁圆形电子枪聚焦极、阳极，其中该聚焦极聚焦阴极发射的带状电子注或高椭圆率电子注时，其聚焦场和电子注的空间电荷场拓扑结构一致，不会出现【背景技术】所述的某些角度扩散，某些角度交错的问题，不会打断带状电子注的层流性，使电子注顺利的到达阳极，从而能够实现高质量带状电子注的发射，这也就是本实用新型目的。
[0005]因而本实用新型提出的一种产生带状或高椭圆率电子注的电子枪包括:阴极、聚焦极、阳极，其特征在于，聚焦极的外观为椭圆环状的柱形结构，该椭圆中段平行，两端为两个半圆环，聚焦极环状结构的中心孔为漏斗状；阳极为椭圆形环状结构，其中心孔各处截面相同；阴极为金属片，设置于聚焦极漏斗状中心孔底部。
[0006]所述阴极为矩形或两端为半圆中间为矩形的金属片，其面积小于聚焦极中心孔底面的面积。
[0007]优点:由于该聚焦极是扁圆形结构，形成的聚焦电场也是扁圆形，即和带状电子注或高椭圆率电子注的空间电荷场拓扑结构一致，故而用该聚焦极结构时，不打断带状电子注的层流性，能够获得高质量的电子注。而采用传统的圆形聚焦极聚焦带状电子注时，由于聚焦场和空间电荷力场不相匹配，使得聚焦场大于空间电荷场的方向，即电子注宽边方向，电子变窄发生交错。而聚焦场小于空间电荷场的方向，即电子注厚度方向，电子注发生扩散，无法获得高质量电子注。
[0008]其次，由于本聚焦极产生电子注质量较好，故而在相同的电真空器件中，电子注的流通率较高，能够产生更高的输出，具有更高的效率。
[0009]第三，采用一体化加工的聚焦极也具有成本低，装配容易的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是带状电子注聚焦极示意图；
[0011]图2是带状电子注聚焦极剖面图；
[0012]图3是带状电子注聚焦极的示意图；
[0013]图4是带状电子注聚焦极的示意图。
[0014]图中:1.阴极，2.展宽部分，3.延伸面，4.斜面。
【具体实施方式】
[0015]根据所需电子注厚度，电压，电流等参数，选择一成熟的圆环柱形电子注聚焦极，该圆环柱形聚焦极注腰等于所需要带状电子注厚度。将该聚焦极剖分，剖分截面可分为两部分:1)与阴极面成约157.5度的斜面。2)为控制阴极表面电场强度的延伸面。计算出斜面的长度、延伸面的长度和厚度。根据所需带状电子注的宽度，加工和截面一致的展宽结构，展宽结构的长度就等于所需的带状电子注宽度。这样由展宽结构及两端的两个半圆环聚焦极就构成了应用于带状电子注聚焦的聚焦极。阴极采用中段为矩形两端为半圆形，阳极采用中段平行，两端为半圆环的环状结构，中心孔各处截面相同。显然，展宽结构及两端的半圆环聚焦极如果可以一体加工形成聚焦极，也属于本专利保护范围之内。
[0016]实施例1:如图3，聚焦极斜面(角度60°，高5mm)，延伸面(高7mm)，展宽结构长1mm,相对应的圆柱形聚焦极能够实现0.5mm半径圆柱形电子注,故而该带状电子注能够实现宽度为11mm，厚度为Imm的带状电子注。
[0017]实施例2:如图4，聚焦极斜面(角度50°，高4mm)，延伸面(高6mm)展宽结构长12mm，相对应的圆柱形聚焦极能够实现0.5mm半径圆柱形电子注，为了实现完全矩形面发射，原有的圆柱形阴极部分由聚焦极代替，故而该带状电子注能够实现宽度为12_，厚度为Imm的带状电子注。
【权利要求】
1.一种产生带状或高椭圆率电子注的电子枪，包括:阴极、聚焦极、阳极，其特征在于，聚焦极的外观为椭圆环状的柱形结构，该椭圆中段平行，两端为两个半圆环，聚焦极环状结构的中心孔为漏斗状；阳极为椭圆形环状结构，其中心孔各处截面相同；阴极为金属片，设置于聚焦极漏斗状中心孔底部。
2.如权利要求1所述的一种产生带状或高椭圆率电子注的电子枪，其特征在于所述阴极为矩形或两端为半圆中间为矩形的金属片，其面积小于聚焦极中心孔底面的面积。
【文档编号】H01J23/06GK204088255SQ201420552596
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】王战亮, 闫文康, 张栋, 许雄, 宫玉彬, 冯进军, 黄华 申请人:电子科技大学