直流线圈供磁的谐波回旋管制造技术

本发明专利技术公开了直流线圈供磁的谐波回旋管，属于回旋管技术领域，其包括有依次连接的磁控电子枪、谐振腔、准光模式变换器以及收集极，还包括有用于为谐振腔供磁的直流线圈，所述直流线圈包括有磁轭部，所述磁轭部包括有套于谐振腔外周上的第一磁轭套和第二磁轭套，所述第一磁轭套以及第二磁轭套间隔设置且均与谐振腔固定连接，所述直流线圈于磁轭部外的磁力线回路的方向是由第一磁轭套至第二磁轭套。本发明专利技术将传统谐波回旋管中的超导磁体更替为直流线圈，从而提高了回旋管的启动速度，同时在回旋管的谐振腔外周上套设磁轭套，将直流线圈产生的磁场约束、集中于谐振腔中，减小了无效砺磁空间，提高了直流线圈的供磁效率，降低了直流线圈功耗。

【技术实现步骤摘要】
直流线圈供磁的谐波回旋管
本专利技术涉及回旋管
，尤其涉及直流线圈供磁的谐波回旋管。
技术介绍
回旋管是一种基于电子回旋脉赛(ECM)机理的快波器件，可产生高功率毫米波、亚毫米波乃至太赫兹波，填补了传统微波管和激光器在此波段的缺口，在通信、等离子体加热、新材料制造、核磁共振及高能粒子加速器等领域具有广阔的应用前景。其中，回旋电子束在谐振腔内与高频磁场产生束波互作用，将部分能量转换为电磁波能量。但由于回旋管共振磁场与频率成正比，在毫米波波段，磁场的要求往往高达几T，大大限制了其实用性。因此降低回旋管的磁场要求是国际上研究的热点。而对于输出W波段(频率为75至110GHz)电磁波的基波回旋管，其需要约3.6T的强磁场，目前通常采用的是超导磁体供磁，以实现连续波工作。其中，回旋管共振磁场与回旋谐波次数s成反比，若采用s次谐波工作则可将磁场要求降低至1/s。也就是说，采用高次谐波共振可以大大降低对磁场的要求，在W波段可将其对磁场的需求降低至1.8T。目前二次谐波回旋管技术已成熟，常使用超导磁体向其谐振腔供磁，但由于超导磁体存在着需低温维持、启动速度慢等问题，实用性较差。而若采用常规线圈供磁，功耗很大，其实用性依然受到了巨大限制。
技术实现思路
综上所述，本专利技术所解决的技术问题为：针对上述存在的问题，提供一种功耗较低且启动速度快的谐波回旋管。本专利技术为解决上述技术问题所采用的方案为：直流线圈供磁的谐波回旋管，包括有沿电子束行进方向依次连接的磁控电子枪、谐振腔、准光模式变换器以及收集极，还包括有用于为谐振腔提供磁场的供磁磁体，所述供磁磁体为直流线圈，所述直流线圈包括有磁轭部，所述磁轭部包括有套于谐振腔外周上的第一磁轭套和第二磁轭套，所述第一磁轭套以及第二磁轭套沿谐振腔轴向间隔设置且均与谐振腔固定连接，所述直流线圈于磁轭部外的磁力线回路的方向是由第一磁轭套至第二磁轭套，所述第一磁轭套设置于谐振腔靠近磁控电子枪的一侧。进一步的，所述第一磁轭套和第二磁轭套分别套于谐振腔的两端上，从而尽可能提高谐振腔对于磁场的利用效率。进一步的，所述第一磁轭套和第二磁轭套采用Q235钢制成。进一步的，所述准光模式变换器与收集极之间通过绝缘部相连接，所述收集极上通入有负电压，以加快收集极对于电子束的收集效率。进一步的，所述绝缘部采用绝缘陶瓷制作而成，以提高绝缘部的耐热性。进一步的，所述绝缘部呈环状。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果为：本专利技术将传统谐波回旋管中的超导磁体更替为直流线圈，从而提高了回旋管的启动速度，同时在回旋管的谐振腔外周上套设磁轭套，将直流线圈产生的磁场约束、集中于谐振腔中，减小了无效砺磁空间，提高了直流线圈的供磁效率，降低了直流线圈功耗。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术直流线圈与谐振腔磁力线传递的示意图；图3为本专利技术中的绝缘部的结构示意图。【具体符号说明】1-磁控电子枪，2-谐振腔，3-准光模式变换器，4-收集极，5-直流线圈，61-第一磁轭套，62-第二磁轭套，7-绝缘部。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。下面将结合附图对本专利技术所提供的直流线圈供磁的谐波回旋管。如图1至图3所示，本专利技术所提供的直流线圈供磁的谐波回旋管，包括有沿电子束行进方向依次连接的磁控电子枪1、谐振腔2、准光模式变换器3以及收集极4，还包括有用于为谐振腔2提供磁场的供磁磁体，所述供磁磁体为直流线圈5，所述直流线圈5包括有磁轭部，所述磁轭部包括有套于谐振腔2外周上的第一磁轭套61和第二磁轭套62，所述第一磁轭套61以及第二磁轭套62沿谐振腔2轴向间隔设置且均与谐振腔2固定连接，所述直流线圈5于磁轭部外的磁力线回路的方向是由第一磁轭套61至第二磁轭套62，所述第一磁轭套61设置于谐振腔2靠近磁控电子枪1的一侧。其中，磁控电子枪1，用于产生回旋电子束，其所产生的回旋电子束由谐振腔2的靠近磁控电子枪1的一端而进入至谐振腔2内，在供磁磁体所产生的磁场下发生束波互作用，将部分能量转换为电磁波能量，准光模式变换器3将谐振腔2内产生的电磁波转换为高斯波束。最后，电子束进入至收集极4中，进行收集。在本实施方式当中，供磁磁体由超导磁体改进为功耗更低的直流线圈5，相较于超导磁体，直流线圈5的启动速度更快且无需持续维持低温，从而降低了谐波回旋管的启动要求，提高了回旋管的启动速度，其中，直流线圈5中的磁轭部与线圈相配合，用于传递线圈所产生的磁力线。同时，如图2所示，直流线圈5于磁轭部外的磁力线回路的方向是由第一磁轭套61至第二磁轭套62，而由于第一磁轭套61和第二磁轭套62均与谐振腔2固定连接，从而将直流线圈5所产生的磁场引导、集中于谐振腔2中，减小了无效砺磁空间，提高了直流线圈5的供磁效率，从而降低了其功耗，特别适用于二次谐波回旋管或三次谐波回旋管，以输出W波段电磁波。进一步的，所述第一磁轭套61和第二磁轭套62分别套于谐振腔2的两端上，以使磁场集中于谐振腔2的两端之间，从而尽可能提高谐振腔2对于磁场的利用效率。在本实施方式当中，第一磁轭套61和第二磁轭套62采用Q235制造，而在另一实施方式当中，第一磁轭套61和第二磁轭套62采用硅钢制作。在上述实施方式的基础上，所述准光模式变换器3与收集极4之间通过绝缘部7相连接，所述收集极4上通入有负电压。收集极4与准光模式变换器3通过绝缘部7连接，两者之间从而导电隔绝。此时，在收集极4上通入负电压以可在提高收集极4对于电子束的收集效率的同时，避免收集极4上的负电压影响回旋管其他部件的运作。其中，为提高绝缘部7的耐热性，在本实施方式当中，所述绝缘部7采用绝缘陶瓷制作而成。此外，在本实施方式当中，所述绝缘部7呈环状，如图1和图3所示，与收集极4的内腔同轴，且设置在收集极4的入口端处。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.直流线圈供磁的谐波回旋管，包括有沿电子束行进方向依次连接的磁控电子枪(1)、谐振腔(2)、准光模式变换器(3)以及收集极(4)，还包括有用于为谐振腔(2)提供磁场的供磁磁体，其特征在于：所述供磁磁体为直流线圈(5)，所述直流线圈(5)包括有磁轭部，所述磁轭部包括有套于谐振腔(2)外周上的第一磁轭套(61)和第二磁轭套(62)，所述第一磁轭套(61)以及第二磁轭套(62)沿谐振腔(2)轴向间隔设置且均与谐振腔(2)固定连接，所述直流线圈(5)于磁轭部外的磁力线回路的方向是由第一磁轭套(61)至第二磁轭套(62)，所述第一磁轭套(61)设置于谐振腔(2)靠近磁控电子枪(1)的一侧。

【技术特征摘要】
1.直流线圈供磁的谐波回旋管，包括有沿电子束行进方向依次连接的磁控电子枪(1)、谐振腔(2)、准光模式变换器(3)以及收集极(4)，还包括有用于为谐振腔(2)提供磁场的供磁磁体，其特征在于：所述供磁磁体为直流线圈(5)，所述直流线圈(5)包括有磁轭部，所述磁轭部包括有套于谐振腔(2)外周上的第一磁轭套(61)和第二磁轭套(62)，所述第一磁轭套(61)以及第二磁轭套(62)沿谐振腔(2)轴向间隔设置且均与谐振腔(2)固定连接，所述直流线圈(5)于磁轭部外的磁力线回路的方向是由第一磁轭套(61)至第二磁轭套(62)，所述第一磁轭套(61)设置于谐振腔(2)靠近磁控电子枪(1)的一侧。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙迪敏，卓婷婷，胡林林，马国武，张明君，黄麒力，陈洪斌，余川，孟凡宝，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院应用电子学研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51