一种提高行波管排气的结构制造技术

本发明专利技术属于微波电真空器件领域，特别涉及一种提高行波管排气的结构，包括钛泵法兰与第一排气管固定连接，该排气管通关连接法兰与第二排气管道连接，第二排气管道与电子枪固定连接，还设置有两根第三排气管和一根第四排气管，第三排气一端焊接有连接法兰，第四排气管两端均焊接有连接法兰，其中一根第三连接管没有焊接连接法兰的一端，另一根没有焊接连接法兰的一端在靠近收集极处与高频电路固定连接，两个第三排气管的连接法兰分别与第四排气管两端的连接法兰连接；本发明专利技术通过提高其排气结构的流导，解决由于排气不充分导致的行波管阴极中毒、电极氧化等问题。电极氧化等问题。电极氧化等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种提高行波管排气的结构


[0001]本专利技术属于微波电真空器件领域，特别涉及一种提高行波管排气的结构。

技术介绍

[0002]行波管作为十分重要的微波功率器件，从诞生至今有近80年的历史。其应用领域从雷达、通信、电子对抗扩展到安全防爆、主动拒止；应用场所也从地面、水面扩展到空中、空间。近年来，随着半导体固态器件的冲击与应用领域和应用场所的拓展，行波管朝着高频率、高功率、高效率、小型化、低成本等方向发展。
[0003]行波管属于微波电真空器件，它的主要组成部分有电子枪、慢波电路、收集极、聚焦系统和输入输出系统。它的工作原理是在真空状态下，电子注与慢波电路中的微波场发生相互作用，在同步条件下，电子注把能量交给微波场，从而使微波信号得到放大后输出。因此，行波管的一个重要特点是“真空”，所谓的“真空”是指行波管在无漏放气情况下所达到的一个超高真空度，通常在10
‑5Pa以上。如果行波管管内真空度太差，则可能出现电极被氧化、阴极活性差等影响器件性能指标的后果。
[0004]通常情况下，行波管在工艺装配完成后需要进行内部空间的真空处理
‑
排气，排气的原理是在一定的温度下(基本是500～600℃)，一定的时间内(基本是30～50小时)，让管子的零部件气体充分释放，然后通过真空泵把管内气体全部抽出，最后将行波管进行封离，达到一个理想的真空状态。理论上排气温度越高越好，排气时间越长越好，因为这样可以完全彻底地排出管内气体，但是由于行波管是由许多零部件通过钎焊、激光焊、氩弧焊等方式焊接而成，其焊接点的焊接应力在高温下的释放会导致整管在某些焊接点处漏气，因此排气温度和排气时间必须控制在一定的范围内。
[0005]现有的行波管排气方式是在它的电子枪或收集极处引出一个排气管和钛泵法兰，通过钛泵法兰将管内气体抽出，排气结束后用液压钳对排气管道进行封离，保证管子内部的真空度。
[0006]目前行波管的发展态势是频率越来越高，对应其慢波电路尺寸越来越小，在太赫兹频段，慢波电路尺寸甚至达到微米量级，现有的行波管排气方式已经不能很好地满足整管真空度要求，因为排气结束后发现行波管两端(收集极和电子枪)的真空度差异很大，有时甚至达到103数量级。为了改变这种现状，只有通过提高排气温度、延长排气时间或改进排气方式来解决这一问题。提高排气温度，延长排气时间首先会增加行波管在排气台上焊点漏气的风险，其次会降低管子流转的效率，所以改进排气方式是一个比较优选的方案。

技术实现思路

[0007]针对目前行波管的排气方式不再适用于高频率小尺寸行波管，即其尺寸小、排气通道小、排气不充分等问题，本专利技术提出一种提高行波管排气的结构，钛泵法兰与第一排气管固定连接，该排气管通关连接法兰与第二排气管道连接，第二排气管道与电子枪固定连接，还设置有两根第三排气管和一根第四排气管，第三排气一端焊接有连接法兰，第四排气
管两端均焊接有连接法兰，其中一根第三连接管没有焊接连接法兰的一端，另一根没有焊接连接法兰的一端在靠近收集极处与高频电路固定连接，两个第三排气管的连接法兰分别与第四排气管两端的连接法兰连接。
[0008]进一步的，排气管材料为无氧铜。
[0009]进一步的，第一排气管、第二排气管、第三排气管以及第四排气管的直径与高频电路通道的直径之比为2～50。
[0010]本专利技术通过提高其排气结构的流导，解决由于排气不充分导致的行波管阴极中毒、电极氧化等问题。
附图说明
[0011]图1为本专利技术一种提高行波管排气的结构示意图；
[0012]1、第一排气管；2、连接法兰；3、与第一排气管连接的第三排气管；4、第四排气管；5、与高频电路通道连接的第三排气管；P1、电子枪区压强；P2、高频电路末端收集极处压强。
具体实施方式
[0013]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0014]本专利技术提出一种提高行波管排气的结构，钛泵法兰与第一排气管固定连接，该排气管通关连接法兰与第二排气管道连接，第二排气管道与电子枪固定连接，电子枪通过高频电路与收集端连接，还设置有两根第三排气管和一根第四排气管，第三排气一端焊接有连接法兰，第四排气管两端均焊接有连接法兰，其中一根第三连接管没有焊接连接法兰的一端，另一根没有焊接连接法兰的一端在靠近收集极处与高频电路固定连接，两个第三排气管的连接法兰分别与第四排气管两端的连接法兰连接。
[0015]实施例1
[0016]如图1，本实施例中采用的两根第三排气管长度有所区别，该区别在实施过程中根据第一排气管、高频电路通道的具体位置进行适应性修改，本专利技术不对此做任何限定。
[0017]在制备排气管时，选用无氧铜作为原材料，每根排气管的主体为中空圆柱形棒材，对毛胚棒材下料后进行第一次退火，再车加工棒材的外形和长度，进行第二次退火，在棒材上通过慢走丝切割内径，完成制备。
[0018]在对两根排气管进行焊接时，连接法兰通过氩弧焊焊接。
[0019]图1结构的钛泵法兰在电子枪方向，抽出气体的流向为从收集极到钛泵法兰。这种排气方式在低频率大尺寸行波管中影响不太，排气结束后电子枪区与高频电路末端收集极区真空度差别在一个数量级内。但是在高频率小尺寸行波管中影响巨大，因为其高频电路通道直径b与排气管直径a尺寸相差较大，导致了枪区与收集极区真空度差别较大甚至达到103数量级，行波管的真空度表示为：
[0020]Q＝C*(P1
‑
P2)；
[0021]其中，Q为单位时间流过钛泵法兰的气体量，单位时间内流过钛泵法兰的流量是恒
定的，也就是Q保持不变，C为整个结构的流导，在分子流的情况下，小孔及管道的流导都是常数，仅与通道直径有关，具体公式为：C＝11.6A，A为通道横截面面积；P1为电子枪区压强，P2为高频电路末端收集极处压强。
[0022]在没有本专利技术结构的前提下，排气通道由一段排气管和高频电路组成，即排气通道由一段排气管(直径为a)和高频电路(直径为b)组成，其流导为：
[0023][0024][0025]本专利技术改进结构后的流导为：
[0026][0027]改进后的流导与原始结构流导的比值为：
[0028][0029]假设当a＝8mm，b＝0.2mm，C
改
/C
原
＝1600。流导增加1600倍，由于单位时间流过钛泵法兰的气体量Q是恒定的，因此改进结构后的行波管两端压强差值(P1
‑
P2)
改
比原结构压强差值(P1
‑
P2)
原
下降有1600倍，达到了103数量级，表现在真空度上就是行波管枪区与收集极区真空度差异大大减小，行波管的工作环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高行波管排气的结构，钛泵法兰与第一排气管固定连接，该排气管通过连接法兰与第二排气管道连接，第二排气管道与电子枪固定连接，其特征在于，还设置有两根第三排气管和一根第四排气管，第三排气一端焊接有连接法兰，第四排气管两端均焊接有连接法兰，其中一根第三连接管没有焊接连接法兰的一端，另一根没有焊接连接法兰的一端在靠近收集极处...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭维峰，陆麒如，谷晓梁，杨增俊，赵永佳，李勇，邓世燕，
申请(专利权)人：东方红卫星移动通信有限公司，
类型：新型
国别省市：