一种高剩磁利用率四环型聚焦磁场装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高剩磁利用率四环型聚焦磁场装置，包括多个用于产生磁场的环状磁铁和多个用于导磁的软磁结构；所述多个用于产生磁场的环状磁铁和多个用于导磁的软磁结构相互配合且沿同一轴线嵌套设置。本发明专利技术拥有较为紧凑的设计，能够充分利用磁块中的剩磁，使得中间磁路上的磁场非常接近磁块的剩磁；能够对带状电子注进行有效的聚焦；拥有较好的磁屏蔽效果，避免磁场干扰电子枪；中间磁路上的磁场较为均匀；磁场从零越变到均匀段的距离较短。磁场从零越变到均匀段的距离较短。磁场从零越变到均匀段的距离较短。

【技术实现步骤摘要】
一种高剩磁利用率四环型聚焦磁场装置


[0001]本专利技术涉及真空电子器件
，具体而言，涉及一种高剩磁利用率四环型聚焦磁场装置。

技术介绍

[0002]带状真空电子器件在高分辨率雷达、高速数据通信、电子攻击、射电天文学等领域得到了广泛的应用。与传统的圆形柱器件相比，带状注行波管、带状注速调管、带状注自由电子激光器等带状注器件具有明显的优势。例如，已经发现带状注器件可以产生比圆形电子束器件更高的峰值功率和平均功率，因为带状电子束可以携带比传统圆形电子束更高的电流.此外，带状注足够薄且更接近高频电路的表面，因此能够与慢波结构进行良好的耦合，并具有较高的能量转换效率。这些优点刺激了SEB器件的发展。其中通过使用带状电子注，CPI在2009年开发了一款输出功率为5MW的X波段带状注速调管。2014年，美国海军研究实验室(NRL)开发了W波段带状注扩展相互作用速调管(EIK)，峰值输出功率超过7.5kW。2021中国电子科技大学(UESTC)报道了一台3千瓦以上的Ka波段带状电子注行波管。
[0003]虽然采用带状电子注的器件有极其明显的优势，但是带状电子注的应用也遭遇了许多的困难。其中最大的困难就是带状电子注的聚焦。由于带状电子注具有非轴对称的电荷分布，这导致了带状电子注产生了不均匀的空间电荷力。电子注也会因为这些不均匀的空间电荷力发生不均匀的形变。因此常规的电子注聚集方案难以实现对带状电子注的聚焦。因此寻找性能优良的适合工作在高频段的带状注聚焦系统就显得尤为迫切。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是现有的电子注聚集方案难以实现对带状电子注的聚焦的问题，目的在于提供一种高剩磁利用率四环型聚焦磁场装置，解决上述的问题。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]一种高剩磁利用率四环型聚焦磁场装置，包括多个用于产生磁场的环状磁铁和多个用于导磁的软磁结构；所述多个用于产生磁场的环状磁铁和多个用于导磁的软磁结构相互配合且沿同一轴线嵌套设置。
[0007]进一步地，所述多个用于产生磁场的环状磁铁具体为四个用于产生磁场的环状磁铁，分别是第一环状磁铁、第二环状磁铁、第三环状磁铁和第四环状磁铁；所述第一环状磁铁、第二环状磁铁、第三环状磁铁和第四环状磁铁的中心轴线重合。
[0008]进一步地，所述多个用于导磁的软磁结构具体为四个用于导磁的软磁结构，分别是第一软磁结构、第二软磁结构、第三软磁结构和第四软磁结构。
[0009]进一步地，所述第一软磁结构的一端嵌套在第一环状磁铁的内部；所述第二环状磁铁嵌套在第二软磁结构的内部；所述第三环状磁铁嵌套在第三软磁结构的内部；所述第四软磁结构的一端嵌套在第四环状磁铁的内部；所述第一软磁结构、第一环状磁铁、第二软磁结构、第二环状磁铁、第三环状磁铁、第三软磁结构、第四软磁结构和第四环状磁铁的中
心轴线重合。
[0010]第二环状磁铁和第三环状磁铁分别被第二软磁结构和第三软磁结构包裹，用于聚敛磁场。
[0011]进一步地，所述第二环状磁铁与第二软磁结构具有相同的内径；所述第三环状磁铁与第三软磁结构具有相同的内径。
[0012]进一步地，所述第二环状磁铁和第三环状磁铁沿着轴向充磁；所述第一环状磁铁和第四环状磁铁沿着径方向充磁。
[0013]进一步地，所述第二环状磁铁和第三环状磁铁的直径均小于第一环状磁铁和第四环状磁铁的直径。
[0014]进一步地，所述第一软磁结构为电子枪端的极靴；所述第一软磁结构的一端设有圆柱形凹槽，另一端开口，内设有第一空腔，所述开口与第一空腔相连；所述第一空腔为圆柱形空腔。
[0015]进一步地，所述第四软磁结构为收集极的极靴；所述第四软磁结构的外形呈圆柱形，一端设有锥形凹槽，另一端开口，内设有第二空腔；所述第二空腔分为两段，第一段为锥形，锥形空腔的尖部与凹槽相连；第二段为圆柱形，圆柱形空腔的一端与锥形空腔的底部相连，另一端与开口相连。
[0016]本专利技术的工作原理：第一环状磁铁充磁沿着半径方向指向轴线，将磁场聚集到第一软磁结构上。同时第四环状磁铁充磁沿着半径方向远离轴线，将磁场汇聚到第四软磁结构上面。第二软磁结构、第二环状磁铁和第三软磁结构、第三环状磁铁这四个零件分别将第一环状磁铁和第四环状磁铁多余的磁能收集起来，其中第二环状磁铁和第三环状磁铁两个磁环沿着正z方向充磁。这样整个磁系统构成一个磁场回路，让磁场最大程度汇聚到第一软磁结构与第四软磁结构之间的空间，生成一个非常强的均匀磁场。
[0017]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0018]本专利技术实施例提供的一种高剩磁利用率四环型聚焦磁场装置，拥有较为紧凑的设计。能够充分利用磁块中的剩磁，使得中间磁路上的磁场非常接近磁块的剩磁。能够对带状电子注进行有效的聚焦。拥有较好的磁屏蔽效果，避免磁场干扰电子枪。中间磁路上的磁场较为均匀。磁场从零越变到均匀段的距离较短。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0020]图1为本专利技术整体结构立体图；
[0021]图2为本专利技术整体结构剖面图；
[0022]图3为本专利技术第一环状磁铁的结构参数示意图；
[0023]图4为本专利技术第一软磁结构的结构参数示意图；
[0024]图5为本专利技术第四环状磁铁的结构参数示意图；
[0025]图6为本发第四软磁结构的结构参数示意图；
[0026]图7为本专利技术第二软磁结构和第二环状磁铁结构参数示意图；
[0027]图8为本专利技术第三软磁结构和第三环状磁铁的结构参数示意图；
[0028]图9为本专利技术高剩磁利用率四环型聚焦磁场装置的仿真结果示意图。
[0029]附图中标记及对应的零部件名称：
[0030]1‑
第一环状磁铁，2
‑
第一软磁结构，3
‑
第四环状磁铁，4
‑
第四软磁结构，5
‑
第二软磁结构，6
‑
第二环状磁铁，7
‑
第三软磁结构，8
‑
第三环状磁铁，21
‑
第一空腔，22
‑
圆柱形凹槽，41
‑
第二空腔，42
‑
锥形凹槽。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0032]在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高剩磁利用率四环型聚焦磁场装置，其特征在于，包括多个用于产生磁场的环状磁铁和多个用于导磁的软磁结构；所述多个用于产生磁场的环状磁铁和多个用于导磁的软磁结构相互配合且沿同一轴线嵌套设置。2.根据权利要求1所述的一种高剩磁利用率四环型聚焦磁场装置，其特征在于，所述多个用于产生磁场的环状磁铁具体为四个用于产生磁场的环状磁铁，分别是第一环状磁铁(1)、第二环状磁铁(6)、第三环状磁铁(8)和第四环状磁铁(3)；所述第一环状磁铁(1)、第二环状磁铁(6)、第三环状磁铁(8)和第四环状磁铁(3)的中心轴线重合。3.根据权利要求2所述的一种高剩磁利用率四环型聚焦磁场装置，其特征在于，所述多个用于导磁的软磁结构具体为四个用于导磁的软磁结构，分别是第一软磁结构(2)、第二软磁结构(5)、第三软磁结构(7)和第四软磁结构(4)。4.根据权利要求3所述的一种高剩磁利用率四环型聚焦磁场装置，其特征在于，所述第一软磁结构(2)的一端嵌套在第一环状磁铁(1)的内部；所述第二环状磁铁(6)嵌套在第二软磁结构(5)的内部；所述第三环状磁铁(8)嵌套在第三软磁结构(7)的内部；所述第四软磁结构(4)的一端嵌套在第四环状磁铁(3)的内部；所述第一软磁结构(2)、第一环状磁铁(1)、第二软磁结构(5)、第二环状磁铁(6)、第三环状磁铁(8)、第三软磁结构(7)、第四软磁结构(4)和第四环状磁铁(3)的中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹鹏程，魏彦玉，徐进，岳玲娜，殷海荣，赵国庆，王文祥，方栓柱，杨瑞超，罗瑾璟，张建，贾栋栋，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：