一种分米波段空间行波管制造技术

本发明专利技术公开了一种分米波段空间行波管，包括聚焦极控制单阳极电子枪、与聚焦极控制单阳极电子枪相连的慢波电路，与慢波电路连接的输入输能系统、输出输能系统和四级降压收集极，其中，慢波电路包括输入段以及与输入段连接的输出段；输入段和输出段均包括外导体、与外导体相连的极靴、设置在相邻的两个极靴间的连接环、安装在极靴、连接环内部的夹持杆及通过夹持杆安装在极靴、连接环内部的螺旋线，螺旋线具体为动态相速渐变结构，且在动态相速渐变结构分布螺距上添加一段均匀螺距。本发明专利技术通过相速渐变，采用螺距“凹槽”结构，实现高电子效率的同时，在实现220W输出功率、40％电子效率的同时，谐波控制在‑18dBc以下，相移控制在40°以下。

A kind of decimeter band space traveling wave tube

【技术实现步骤摘要】
一种分米波段空间行波管
本专利技术属于行波管技术，具体为一种分米波段空间行波管。
技术介绍
随着固态器件核心技术的不断突破，对真空电子器件的竞争力明显提高，尤其在低频段其体积小、重量轻、集成稳定性强等的特点更具优势。国内还未开展深入的大功率分米波段空间行波管的研究。为了进一步提高空间行波管与分米波段固态器件的竞争力，满足导航卫星快速发展的需求，很有必要开发一种高效率、大功率、高线性度和低噪声的分米波段空间行波管。目前国内成熟的分米波段空间行波管功率量级为134W、137W、157W，尚未出现功率大于220W的分米波段空间行波管。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出了一种分米波段空间行波管。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种分米波段空间行波管，包括聚焦极控制单阳极电子枪、与聚焦极控制单阳极电子枪相连的慢波电路，与慢波电路连接的输入输能系统、输出输能系统和四级降压收集极，其中，所述慢波电路包括输入段以及与输入段连接的输出段；所述输入段和输出段关于连接点左右对称，所述输入段和输出段均包括外导体、与外导体相连的极靴、设置在相邻的两个极靴间的连接环、安装在极靴、连接环内部的夹持杆2-5及通过夹持杆2-5安装在极靴、连接环内部的螺旋线，所述螺旋线具体为动态相速渐变结构，且在动态相速渐变结构分布螺距上添加一段均匀螺距。优选地，所述聚焦极控制单阳极电子枪包括瓷环，设置在瓷环一端的电子枪磁屏；设置在瓷环另一端的尾盖封接环；设置在瓷环内部、电子枪磁屏下方的阳极封接环和阳极，阳极与阳极封接环内部的台阶进行配合并焊接固定；设置在瓷环内部、阳极封接环下方的聚焦极筒和聚焦极、聚焦极封接环，聚焦极与聚焦极筒内部的台阶配合焊接固定，并焊接固定在聚焦极封接环上；设置在聚焦极下方的阴极热丝和设置在阴极热丝外部的阴极筒，配合在阴极筒外部的第一支撑筒，配合在第一支撑筒外部的第二支撑筒，设置第二支撑筒下方的第三支撑筒，设置第三支撑筒外部的封接环。优选地，所述输入输能系统包括输入输能窗，设置在输入输能窗外部的输入窗套，设置在输入输能窗上方、输入窗套内部的输入内导体，设置在输入内导体上方、输入窗套内部的输入介质。优选地，所述输出输能系统包括输出输能能窗，设置在输出输能能窗外部的输出窗套，设置在输出输能能窗上方、输出窗套内部的填充介质，设置在输出输能能窗上方、填充介质内部的输出内导体，设置在填充介质上方，输出内导体外部的输出介质。优选地，所述四级降压收集极包括瓷柱组合，设置在瓷柱组合底部的第四收集极底，设置在瓷柱组合内部、第四收集极底上方的第四收集极座，设置在瓷柱组合内部、第四收集极座上方的第三收集极，设置在瓷柱组合内部、第三收集极上方的第二收集极，设置在瓷柱组合内部、第二收集极上方的第一收集极。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：1)本专利技术通过减小径向传播参量γa，使得整管的径向尺寸及轴向尺寸得到了大大降低，有效增大了耦合阻抗，实现40％以上的电子效率；2)通过相速渐变，采用螺距“凹槽”结构，实现高电子效率的同时，在实现220W输出功率、40％电子效率的同时，谐波控制在-18dBc以下，相移控制在40°以下，满足了高线性度要求；3)通过采用非对称电极、锯齿状四级降压收集极，采用钼铜材料电极，实现在40％的电子效率下，整管效率达到63％以上的水平，满足了高效率要求；4)本专利技术在保证低的电压驻波比和高的输出功率的前提下，通过在内外导体间使用介质材料阻断微放电自由电子迁移路径，实现了220W输出功率条件下微放电阀值＞8dB，大于工程应用要求的6dB要求。下面结合附图对本专利技术做进一步详细的描述。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是电子枪结构示意图。图3是慢波电路结构示意图。图4是输入SMA结构示意图。图5是输出TNC结构示意图。图6是四级降压收集极示意图。具体实施方式如图1所示，一种分米波段空间行波管，包括聚焦极控制单阳极电子枪1，与聚焦极控制单阳极电子枪1相连的慢波电路2，与慢波电路2连接的输入输能系统3、输出输能系统4和四级降压收集极5。如图2所示，所述聚焦极控制单阳极电子枪1包括瓷环1-2，设置在瓷环1-2一端的电子枪磁屏1-1；设置在瓷环1-2另一端的尾盖封接环1-7；设置在瓷环1-2内部、电子枪磁屏1-1下方的阳极封接环1-3和阳极1-8，阳极1-8通过和阳极封接环1-3内部的台阶进行配合并焊接固定；设置在瓷环1-2内部、阳极封接环1-3下方的聚焦极筒1-4和其内部的聚焦极1-9通过台阶配合后焊接固定，之后再和外部的聚焦极封接环1-5焊接固定；设置在聚焦极1-9下方的阴极热丝1-10和配合在阴极热丝1-10外部的阴极筒1-12焊接固定后，在与配合在阴极筒1-12外部的第一支撑筒1-13在尾部焊接固定，之后再和配合在第一支撑筒1-13外部的支撑筒二1-14固定焊接，形成组件后和支撑筒二1-14下方的支撑筒1-15焊接固定，最终再和支撑筒1-15外部的封接环1-6焊接固定。所述瓷环1-2的内外表面均为波纹状，所述电子枪磁屏1-1为刀锋结构。本专利技术的聚焦极控制单阳极电子枪1有以下优点：1、通过优化阴极直径为4.5mm，曲率为8.6mm，可以获得大电流、低注径比、高层流性电子注；2、瓷环的波纹状设计可以进一步增大绝缘，保证大功率及高电压下的绝缘需求；3、电子枪磁屏1-1为刀锋结构，进一步提高了焊接可靠性，同时减小焊接对陶瓷封接处的热冲击。所述慢波电路2包括输入段2-7以及与输入段2-7连接的输出段2-8；所述输入段2-7和输出段2-8关于连接点左右对称，所述输入段2-7和输出段2-8均包括外导体2-1、与外导体2-1相连的极靴2-2、设置在相邻的两个极靴2-2间的连接环2-3、安装在极靴2-2、连接环2-3内部的夹持杆2-5及通过夹持杆2-5安装在极靴2-2、连接环2-3内部的螺旋线2-4。螺旋线2-4的径向传播常数γa为0.8-0.85，所述螺旋线2-4具体为在动态相速渐变结构的分布螺距上再添加一段均匀螺距，其添加的均匀螺距值小于所在螺距段的均匀螺距。夹持杆2-5为扇形氧化铍夹持杆。所述输入段2-7和输出段2-8下方均设有散热片2-6。本专利技术的慢波电路2有以下优点：1、采用扇形氧化铍夹持杆2-5和厚度为0.4mm的螺旋线2-4，增强慢波电路散热；2、整个慢波电路除切断氩弧焊处均加散热片2-6，进一步增强散热；3、对大功率产品选取较小的范围为0.8-0.85的γa，在保证工作稳定性的情况下提高电子效率；4、开展分米波段空间行波管谐波抑制技术研究，通过添加螺距“凹槽”进一步抑制谐波。采用动态相速渐变结构在获得更高电子效率的同时，会导致输出信号的高次谐波分量增大，对窄带行波管来说，尤其是二次谐波分量影响较大。因此，采用在螺旋线加“螺距凹槽”的设计思路对高次谐波进行抑制。所谓螺距“凹槽”即在普通动态相速渐变结构的分布螺距上再本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分米波段空间行波管，其特征在于，包括聚焦极控制单阳极电子枪(1)、与聚焦极控制单阳极电子枪(1)相连的慢波电路(2)，与慢波电路(2)连接的输入输能系统(3)、输出输能系统(4)和四级降压收集极(5)，其中，所述慢波电路(2)包括输入段(2-7)以及与输入段(2-7)连接的输出段(2-8)；所述输入段(2-7)和输出段(2-8)关于连接点左右对称，所述输入段(2-7)和输出段(2-8)均包括外导体(2-1)、与外导体(2-1)相连的极靴(2-2)、设置在相邻的两个极靴(2-2)间的连接环(2-3)、安装在极靴(2-2)、连接环(2-3)内部的夹持杆2-5及通过夹持杆2-5安装在极靴(2-2)、连接环(2-3)内部的螺旋线(2-4)，所述螺旋线(2-4)具体为动态相速渐变结构，且在动态相速渐变结构分布螺距上添加一段均匀螺距。/n

【技术特征摘要】
1.一种分米波段空间行波管，其特征在于，包括聚焦极控制单阳极电子枪(1)、与聚焦极控制单阳极电子枪(1)相连的慢波电路(2)，与慢波电路(2)连接的输入输能系统(3)、输出输能系统(4)和四级降压收集极(5)，其中，所述慢波电路(2)包括输入段(2-7)以及与输入段(2-7)连接的输出段(2-8)；所述输入段(2-7)和输出段(2-8)关于连接点左右对称，所述输入段(2-7)和输出段(2-8)均包括外导体(2-1)、与外导体(2-1)相连的极靴(2-2)、设置在相邻的两个极靴(2-2)间的连接环(2-3)、安装在极靴(2-2)、连接环(2-3)内部的夹持杆2-5及通过夹持杆2-5安装在极靴(2-2)、连接环(2-3)内部的螺旋线(2-4)，所述螺旋线(2-4)具体为动态相速渐变结构，且在动态相速渐变结构分布螺距上添加一段均匀螺距。


2.根据权利要求1所述的分米波段空间行波管，其特征在于，所述聚焦极控制单阳极电子枪(1)包括瓷环(1-2)，设置在瓷环(1-2)一端的电子枪磁屏(1-1)；设置在瓷环(1-2)另一端的尾盖封接环(1-7)；设置在瓷环(1-2)内部、电子枪磁屏(1-1)下方的阳极封接环(1-3)和阳极(1-8)，阳极(1-8)与阳极封接环(1-3)内部的台阶进行配合并焊接固定；设置在瓷环(1-2)内部、阳极封接环(1-3)下方的聚焦极筒(1-4)和聚焦极(1-9)、聚焦极封接环(1-5)，聚焦极(1-9)与聚焦极筒(1-4)内部的台阶配合焊接固定，并焊接固定在聚焦极封接环(1-5)上；设置在聚焦极(1-9)下方的阴极热丝(1-10)和设置在阴极热丝(1-10)外部的阴极筒(1-12)，设置在阴极热丝(1-10)内部的热丝(1-11)，配合在阴极筒(1-12)外部的第一支撑筒(1-13)，配合在第一支撑筒(1-13)外部的第二支撑筒(1-14)，设置第二支撑筒(1-14)下方的第三支撑筒(1-15)，设置第三支撑筒(1-15)外部的封接环(1-6)。


3.根据权利要求1所述的分米波段空间行波管，其特征在于，所述输入输能系统(3)包括输入输能窗(3-4)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：成红霞，刘逸群，张晓冉，吕雪，罗敏，刘强，胥辉，
申请(专利权)人：南京三乐集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32