一种高效率轻量化Q波段空间行波管制造技术

本发明专利技术提供一种高效率轻量化Q波段空间行波管，超细电子注电子枪、慢波结构和多级降压收集极，超细电子注电子枪、慢波结构和多级降压收集极依次连接；本发明专利技术采用超细电子注电子枪，解决动态电子注流通率低的问题；高频系统采用小规格带材绕制螺旋线，结合CAD技术优化螺旋线相速跳变、渐变方式，降低相移、提高电子效率；采用四级降压收集极，通过优化各电极电子光学结构，提高回收效率；通过各部件的减重设计和结构力学试验，最终实现总效率≥45%，整管质量≤560g的高效率、轻量化的Q波段空间行波管产品的应用需求。波管产品的应用需求。波管产品的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种高效率轻量化Q波段空间行波管


[0001]本专利技术属于电真空器件
，更具体地说，特别涉及一种高效率轻量化Q波段空间行波管。

技术介绍

[0002]我国现有的通信系统对重大自然灾害抢险救灾缺乏有效保障手段，对远海和高纬度地区没有通信能力，针对全球范围内的维和和维权、救援和科学考察、资源运输等活动没有我国主导的通信网络，信息安全保密存在重大隐患，迫切需要建立我国自主可控的卫星移动通信系统。工作于低地球轨道的通信卫星由于采用各种部件小型化和轻型化的技术，具有质量轻、研制周期短、成本低和易于发射等优点。因此，采用低轨卫星通信来解决对我国所有国土面积的覆盖问题是目前较好的可行方案。加强低轨卫星通信技术研究，尽早建立我国自主的低轨卫星通信星座系统非常有必要。
[0003]现阶段Q波段空间行波管国产化产品正在研制定型阶段，还未有公开报道的满足我国低轨星座卫星互联网建设工程要求的产品。
[0004]于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种高效率轻量化Q波段空间行波管，以期达到更具有更加实用价值性的目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为了解决现有国产化Q波段空间行波管的空缺问题，提供一种适用于低轨卫星通信系统用的高效率、轻量化、高可靠性的Q波段52W连续波空间行波管。
[0006]本专利技术高效率轻量化Q波段空间行波管的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：一种高效率轻量化Q波段空间行波管，包括超细电子注电子枪、慢波结构和多级降压收集极，所述超细电子注电子枪、慢波结构和多级降压收集极依次连接；所述超细电子注电子枪为双阳极电子枪，所述双阳极电子枪包括电子枪外壳，所述电子枪外壳的内部安装有一体式瓷，所述一体式瓷内部安装有枪芯组件，并在靠近枪芯组件的一端安装有阴极封接环，所述阴极封接环的内部安装有阴极，所述一体式瓷在靠近阴极的一端安装有聚焦极，所述一体式瓷在靠近聚焦极的一端还安装有两组阳极封接环，两组所述阳极封接环的内部分别安装有第一阳极和第二阳极；所述慢波结构包括管壳，所述管壳的内部安装有螺旋线，所述管壳的左右两端一侧分别连接有输入耦合装置和输出耦合装置。
[0007]进一步的，多级降压收集极包括收集极筒，所述收集极筒内部安装有瓷板，所述瓷板的内部依次安装有第一收集极芯、第二收集极芯、第三收集极芯和第四收集极芯。
[0008]进一步的，所述收集极筒的一端安装有引线瓷柱的阴极发射面直径≤1.5mm。
[0009]进一步的，输入耦合装置和输出耦合装置分别采用K2.4同轴接头和BJ400连接器。
[0010]进一步的，所述输入耦合装置和输出耦合装置均通过仿真设计确定结构，具体为
利用CAD技术进一步优化内部光学尺寸，主要为同轴耦合装置的内导体直径、波导耦合装置的盒形窗的内径与蓝宝石窗片的厚度，使得耦合装置电压驻波比小于1.4，利于信号传输。
[0011]进一步的，所述螺旋线相速跳变方式为先正跳变，再负跳变；在螺旋线后半段区域设置有四段相速渐变，第一段相速渐变最为平缓，第二段、第三段相速渐变的斜率比第一段大，最后一段相速渐变的斜率最大。
[0012]进一步的，所述螺旋线的带材采用铼钨合金，且主螺距为0.3mm、内半径为0.22mm。
[0013]进一步的，聚焦极和第一阳极的形状为漏斗形；第二阳极的形状为平板；聚焦极与阴极的相对位置采用负公差，严格杜绝聚焦极与阴极的相对位置偏大导致的电子注压缩过大，导致电子注层流性变差。
[0014]进一步的，还包括磁聚焦系统，所述磁聚焦系统采用周期永磁聚焦系统，并利用CAD技术优化设计，重点优化超细电子注电子枪端前5个周期的磁场值，使得电子注刚进入慢波结构就能有较好的形态保持；后面的磁场值设计成阶梯上升，差值优化在50Gs以内，以便实际配置磁场更加的均匀稳定，并且轴线外的磁场值也能更加符合设计值；对于部分需要较大纵向磁感应强度的区域，采用更大尺寸的钐钴磁钢以满足设计需求。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供的Q波段52W连续波空间行波管，采用超细电子注电子枪，解决动态电子注流通率低的问题；高频系统采用小规格带材绕制螺旋线，结合CAD技术优化螺旋线相速跳变、渐变方式，降低相移、提高电子效率；采用四级降压收集极，通过优化各电极电子光学结构，提高回收效率；通过各部件的减重设计和结构力学试验，最终实现总效率≥45%，整管质量≤560g的高效率、轻量化的Q波段空间行波管产品的应用需求。
附图说明
[0016]图1是本专利技术高效率轻量化Q波段空间行波管的总体结构示意图。
[0017]图2是本专利技术高效率轻量化Q波段空间行波管的超细电子注电子枪结构示意图。
[0018]图3是本专利技术高效率轻量化Q波段空间行波管的慢波结构结构示意图。
[0019]图4是本专利技术高效率轻量化Q波段空间行波管的多级降压收集极结构示意图。
[0020]图5为相速跳变、渐变分布图。
[0021]图6为饱和状态中频点输出功率分布图（左）和中频点增益分布图（右）。
[0022]图7为 回退状态相移分布图（左）和调幅调相分布图（右）。
[0023]图8为磁聚焦系统仿真结果图。
[0024]图中，部件名称与附图编号的对应关系为：1、超细电子注电子枪；101、电子枪外壳；102、第一阳极；103、第二阳极；104、聚焦极；105、阴极；2、慢波结构；201、管壳；202、螺旋线；203、输入耦合装置；204、输出耦合装置；3、多级降压收集极；301、收集极筒；302、瓷板；303、第一收集极芯；304、第二收集极芯；305、第三收集极芯；306、第四收集极芯；307、引线瓷柱。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于
说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。
[0026]在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0027]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0028]实施例：如附图1至附图4所示：本专利技术提供一种高效率轻量化Q波段空间行波管，包括超细电子注电子枪1、慢波结构2和多级降压收集极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效率轻量化Q波段空间行波管，包括超细电子注电子枪（1）、慢波结构（2）和多级降压收集极（3），其特征在于：所述超细电子注电子枪（1）、慢波结构（2）和多级降压收集极（3）依次连接；所述超细电子注电子枪（1）为双阳极电子枪，所述双阳极电子枪包括电子枪外壳（101），所述电子枪外壳（101）的内部安装有一体式瓷，所述一体式瓷内部安装有枪芯组件，并在靠近枪芯组件的一端安装有阴极封接环，所述阴极封接环的内部安装有阴极（105），所述一体式瓷在靠近阴极（105）的一端安装有聚焦极（104），所述一体式瓷在靠近聚焦极（104）的一端还安装有两组阳极封接环，两组所述阳极封接环的内部分别安装有第一阳极（102）和第二阳极（103）；所述慢波结构（2）包括管壳（201），所述管壳（201）的内部安装有螺旋线（202），所述管壳（201）的左右两端一侧分别连接有输入耦合装置（203）和输出耦合装置（204）。2.如权利要求1所述高效率轻量化Q波段空间行波管，其特征在于：所述多级降压收集极（3）包括收集极筒（301），所述收集极筒（301）内部安装有瓷板（302），所述瓷板（302）的内部依次安装有第一收集极芯（303）、第二收集极芯（304）、第三收集极芯（305）和第四收集极芯（306），所述收集极筒（301）的一端安装有引线瓷柱（307）。3.如权利要求1所述高效率轻量化Q波段空间行波管，其特征在于：所述超细电子注电子枪（1）的阴极（105）发射面直径≤1.5mm。4.如权利要求1所述高效率轻量化Q波段空间行波管，其特征在于：所述输入耦合装置（203）和输出耦合装置（204）分别采用K...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光，李新义，成红霞，李影，胥辉，黄鹏潮，田航，季大习，
申请(专利权)人：南京三乐集团有限公司，
类型：发明
国别省市：