一种太赫兹行波管用磁场发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种太赫兹行波管用磁场发生装置，属于永磁装置领域，由磁轭、永磁体和保护套组成，其中，所述磁轭为薄壁圆环结构，分为对称的左磁轭（2）和右磁轭（6）两部分；所述永磁体为异形磁环结构，所述异形磁环分为左异形磁环（1）和右异形磁环（5），所述保护套分为左保护套和右保护套；所述左保护套分为左外保护套（3）和左内保护套（4）；所述右保护套分为右外保护套（7）和右内保护套（8）；本发明专利技术提供了一种太赫兹行波管用磁场发生装置，在其中心轴线产生具有高磁感应强度、长均匀区长度、较短抬升区、高均匀性的磁场分布，同时其结构紧凑轻便，利于真空电子器件的小型化发展。

【技术实现步骤摘要】
一种太赫兹行波管用磁场发生装置
本专利技术涉及永磁组件装置领域，尤其涉及一种一种太赫兹行波管用磁场发生装置。
技术介绍
行波管作为一种重要的电真空器件，兼有宽频带和高增益两个优势。行波管的应用非常广泛，几乎所有的卫星通信都使用行波管作为末级功率放大器。在大多数雷达系统中都要使用一支或若干支行波管作为产生高频发射脉冲的大功率放大器。信息技术快速发展，对信息的传输提出了更高的要求，要提高通信系统信息传输量，就需要发射机有更高的带宽和功率。全球学者将研究方向着眼于更高频率的频谱资源—太赫兹波。作为极其重要的电真空器件，太赫兹行波管应运而生。太赫兹行波管由于其输出功率高、频带宽、紧凑轻便等优点引起国内外学者的广泛关注。但由于其高频部件尺寸太小，难于加工。近年来，曲折波导这样的可用微加工技术加工的慢波结构的突破式发展，难加工的问题得到解决。但由于其高频区尺寸太小，对电子束的聚焦提出了新的挑战，经仿真计算，传统周期永磁聚焦系统聚焦磁场磁感应强度存在瓶颈，很难满足特大功率雷达系统和电子对抗需求。因此，本领域亟需寻找一种新结构的永磁磁场技术与之匹配。目前关于行波管磁场发生装置的报道，比如中国专利201020522129.6，201310114698.5等。目前国内通常采用传统周期永磁聚焦系统，中国工程物理研究院太赫兹研究中心，研究了0.22THz微电真空折叠波导行波管的聚焦磁场，主要研究采用螺线管线圈和周期永磁聚焦系统两种结构来实现聚焦，但因为螺线管线圈耗能，且不方便，周期永磁聚焦系统存在极限而使用受到限制。国外对太赫兹行波管磁聚焦系统进行探索，诺斯罗普▪格鲁曼公司对0.85THz行波管聚焦系统进行研究，得到了一种新的磁聚焦结构，其均匀区磁感应强度约0.85T,其均匀性较差（±5.9%），均匀区长度较短（约为22mm）。也就是说，目前为了在中心轴线一定范围内产生满足要求的均匀磁场，通常采用的方法是加大永磁体和极靴的体积和尺寸，这些手段较难满足磁场抬升区要求，同时随着磁场强度增大，永磁装置的体积和重量随之大幅增加；传统周期永磁聚焦系统聚焦磁场磁感应强度存在瓶颈，很难满足特大功率雷达系统和电子对抗需求；国内外新磁场结构存在均匀区磁感应强度低，均匀性较差，均匀区长度较短等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于提供一种太赫兹行波管用磁场发生装置，以解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的：一种太赫兹行波管用磁场发生装置，由磁轭、永磁体和保护套组成，其中，所述磁轭为薄壁圆环结构，分为对称的左磁轭和右磁轭两部分；所述永磁体为异形磁环结构，所述异形磁环分为左异形磁环和右异形磁环；所述左异形磁环紧贴所述左磁轭内表面并与左磁轭固定；所述右异形磁环紧贴所述右磁轭内表面并与右磁轭固定；所述保护套分为左保护套和右保护套；所述左保护套分为左外保护套和左内保护套；所述右保护套分为右外保护套和右内保护套；所述左内保护套和左外保护套分别固定于所述左异形磁环的两侧，形成左磁系统；所述右内保护套和右外保护套分别固定于所述右异形磁环两侧，形成右磁系统；所述左异形磁环和右异形磁环径向磁化，并且沿径向极性相反，同轴对中固定。本专利技术采用异形磁环永磁磁路结构，提高了环中心气息磁感应强度，增大了磁场均匀区长度，大大缩减了抬升区距离；同时其结构紧凑轻便，利于真空电子器件的小型化发展。本专利技术的磁场发生装置不但可以在太赫兹行波管中广泛推广使用，还可以推广应用到回旋波整流器永磁聚焦系统中。作为优选的技术方案：所述左保护套和右保护套平面相对、内孔对中固定，左内保护套和右内保护套之间为空气间隙。作为优选的技术方案：所述永磁体为稀土钴永磁体和钕铁硼永磁体等；所述磁轭为Q235、DT4等软磁合金材料；所述保护套为不导磁材料，如2A12、304不锈钢等。作为优选的技术方案：所述内外保护套与永磁体用胶粘剂固定连接，所述内外保护套与磁轭用螺钉连接。作为优选的技术方案：所述异形磁环可由非规则磁环和规则磁环构成。作为进一步优选的方案：所述非规则磁环内径为锥面结构，也可为台阶式结构，也可为斜面结构。作为优选的技术方案：所述异形磁环由若干异形扇形磁体和扇形磁体拼接而成，或由异形扇形磁体拼接而成，或为整体异形磁环。作为优选的技术方案：所述与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术提供了一种太赫兹行波管用磁场发生装置，在其中心轴线产生具有高磁感应强度（0.96575T）、长均匀区长度（30mm）、较短抬升区（磁场零点到均匀区距离）（12.7mm）、高均匀性（±1.57%）的磁场分布，显著提高了均匀区磁感应强度和均匀度，显著提高了均匀区长度、缩短了抬升区。附图说明图1是本专利技术实施例1的磁场发生装置结构图；图2是图1的剖面图；图3是图2中的异形磁环轴测图；图4是图2中异形磁环结构图；图5是图2中磁轭结构图；图6是图2中外保护套结构图；图7是图2中内保护套结构图；图8是实施例1气隙磁场中间区域轴线磁场分布图；图9是对比例1的磁场发生装置结构图；图10是图9的剖面图；图11是图10中磁环的轴测图；图12是磁环结构图；图13是图10中磁轭结构图；图14图10中内外保护套轴测图；图15是对比例1的气隙磁场中间区域轴线磁场分布图；图16是本专利技术实施例2的磁场发生装置结构图；图17是图16的剖面图；图18是图17中异形磁环的轴测图；图19是异形磁环结构图；图20是图17中磁轭结构图；图21是图17中内保护套结构图；图22是图17中外保护套轴测图；图23是本专利技术实施例2的气隙磁场中间区域轴线磁场分布图；图24是本专利技术实施例3的磁场发生装置结构图；图25图24的剖面图；图26图25中台阶磁环的轴测图；图27是台阶磁环结构图；图28是图25中磁轭结构图；图29是图25中内保护套结构图；图30是图25中外保护套结构图；图31是本专利技术实施例3的气隙磁场中间区域轴线磁场分布图。图中：1-左异形磁环；2-左磁轭；3-左外保护套；4-左内保护套；5-右异形磁环；6-右磁轭；7-右外保护套；8-右内保护套；9-气隙磁场中间区。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。实施例1：参见图1和图2，一种太赫兹行波管用磁场发生装置，由磁轭、永磁体和保护套组成，其中，所述磁轭为薄壁圆环结构，分为对称的左磁轭2和右磁轭6两部分；所述永磁体为异形磁环结构，如图3-5所示，所述异形磁环分为左异形磁环1和右异形磁环5；所述左异形磁环1紧贴所述左磁轭2内表面并固定于左磁轭2的正中位置；所述右异形磁环5紧贴所述右磁轭6内表面并固定于右磁轭6的正中位置；所述保护套分为左保护套和右保护套；如图6-7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太赫兹行波管用磁场发生装置，其特征在于：由磁轭、永磁体和保护套组成，其中，/n所述磁轭为薄壁圆环结构，分为对称的左磁轭（2）和右磁轭（6）两部分；/n所述永磁体为异形磁环结构，所述异形磁环分为左异形磁环（1）和右异形磁环（5）；所述左异形磁环（1）紧贴所述左磁轭（2）内表面并与左磁轭（2）固定；所述右异形磁环（5）紧贴所述右磁轭（6）内表面并与右磁轭（6）固定；/n所述保护套分为左保护套和右保护套；所述左保护套分为左外保护套（3）和左内保护套（4）；所述右保护套分为右外保护套（7）和右内保护套（8）；所述左内保护套（4）和左外保护套（3）分别固定于所述左异形磁环（1）的两侧，形成左磁系统；所述右内保护套（8）和右外保护套（7）分别固定于所述右异形磁环（5）两侧，形成右磁系统；所述左异形磁环（1）和右异形磁环（5）径向磁化，并且沿径向极性相反，同轴对中固定。/n

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹行波管用磁场发生装置，其特征在于：由磁轭、永磁体和保护套组成，其中，
所述磁轭为薄壁圆环结构，分为对称的左磁轭（2）和右磁轭（6）两部分；
所述永磁体为异形磁环结构，所述异形磁环分为左异形磁环（1）和右异形磁环（5）；所述左异形磁环（1）紧贴所述左磁轭（2）内表面并与左磁轭（2）固定；所述右异形磁环（5）紧贴所述右磁轭（6）内表面并与右磁轭（6）固定；
所述保护套分为左保护套和右保护套；所述左保护套分为左外保护套（3）和左内保护套（4）；所述右保护套分为右外保护套（7）和右内保护套（8）；所述左内保护套（4）和左外保护套（3）分别固定于所述左异形磁环（1）的两侧，形成左磁系统；所述右内保护套（8）和右外保护套（7）分别固定于所述右异形磁环（5）两侧，形成右磁系统；所述左异形磁环（1）和右异形磁环（5）径向磁化，并且沿径向极性相反，同轴对中固定。


2.根据权利要求1所述的一种太赫兹行波管用磁场发生装置，其特征在于：所述左保护套和右保护套平面相对、内孔对中固定，左内保护套（4）和右内保护套（8）...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少杰，王林梅，程玲莉，王喜鑫，王敬东，叶建，袁涛，王磊，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第九研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51