电子管制造技术

一种高功率电子管(例如磁控管)具有如下缺陷：为了降低陶瓷射频窗口在使用中发生故障的可能性，制造步骤需要一个长时间的老化期(在该老化期，以低功率向磁控管供能来进行测试)，从而将任何被吸收的气体驱逐出射频窗口。根据此发明专利技术，射频窗口6的内部被上釉(8)，这能够避免老化期。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电子管。本专利技术尤其涉及电子管(特别是但不仅仅是磁控管)的射频窗ロ(RFwindow)。所述电子管通过射频窗ロ将射频/微波能量从真空环境传递到大气/气体环境中。
技术介绍
图I为磁控管的局部剖视的主视图。空心的圆柱形阳极I环绕轴向延伸的阴极2，借助于容纳在承受电源接线端(未示出)的侧壁3中的铅，所述阴极2被供应有高的负电压以及加热所述阴极的电压。例如，沿着波导5，磁控管的输出被从天线4发散出去，并且所 述天线延伸到所述阴极和所述阳极之间的相互作用区域中。陶瓷圆顶形式的射频输出窗ロ6将所述天线包围在真空盒中。在高功率下，例如在以连续波(CW)模式操作的IOOkW磁控管下遇到的问题是在阀的工作期间，RF窗ロ开裂，从而导致失去真空且设备故障。尚未完全了解产生该问题的原因，但是ー个可能的解释是，由于从该陶瓷圆顶中释放出的气体因被辐射RF/微波功率加变热而发生辉光放电，导致圆顶局部受热。或者，发热可能是由窗ロ表面上的次级电子倍增放电引起的，所述次级电子倍增放电就其本身而言会导致气体从陶瓷圆顶中释放出来。防止上述问题通常所用的方法是，在峰值功率下对磁控管进行操作之前，先长时间(例如24小吋)在低功率下运行磁控管。据认为，任何被吸收进陶瓷圆顶中的气体会在该时间段释放出来，但由于低功率输出而不可能发生气体放电。然后可以施加全功率而不存在发生气体放电的风险。尽管这极大地降低了在使用过程中这种灾难性故障的发生率，但是低功率老化操作在磁控管的制造过程中是ー个耗时的步骤。
技术实现思路
本专利技术提供了一种磁控管，该磁控管具有陶瓷材料构成的射频输出窗ロ，其中该射频输出窗ロ在内表面上具有玻璃涂层。这减少或消除了对低功率操作的非常长的初始期的需要。射频窗ロ可以在金属化的区域处与电子管的本体相结合，并且有利地，窗ロ的内表面在邻近区域内没有上釉。邻近区域可以被倒角以不含有釉。所述射频窗ロ可以由氧化铝制成，并且有利地，所述玻璃层是高温玻璃，优选地，玻璃在高于1500摄氏度时变得可流动。玻璃可以是硼硅酸盐玻璃。优选的，玻璃层的厚度在O. 05mm和3mm的范围内。附图说明现在将通过示例，结合附图详细描述ー种实施本专利技术的方法，其中图I为已知磁控管的局部剖视的主视示意图2为根据专利技术的磁控管的射频输出窗ロ的剖视图(未按比例绘制);图3为图2所示窗ロ的一部分的放大的局部视图(未按比例绘制)。具体实施例方式仅在射频输出窗ロ的结构方面，本专利技术的磁控管区别于參考图I所描述的那种已知磁控管。參考图2,—般由參考数字6所表不的射频输出窗ロ是由圆顶7(圆顶7由陶瓷材料构成)所制成的(与图I中一祥)，但是具有玻璃内层8。參考图3，圆顶的内边缘借助于在区域9处的磨削操作而被倒角。此外，该边缘的下侧也被打磨，因为此表面要成为金属化涂漆10的底部，该金属化涂漆在金属化过程中在高温下与该表面相结合。该表面随后在组装期间被焊接到磁控管的金属本体。由磨削产生的不含玻璃的边沿9确保了玻璃层不会干 扰随后的金属化过程。在实际中，上釉可施加至离圆顶的底层有ー小段距离的地方，这是因为在金属化操作的高温期间需保持玻璃不与底部接触，然而无论如何，都建议采纳磨削步骤，因为上釉在烧制过程中有蔓延的趋势，并且存在一直蔓延到圆顶的底部的风险。由于随后的金属化操作，所以玻璃涂层是高温玻璃，也就是说，玻璃涂层在高于1500摄氏度时变得可流动。此外，玻璃必须具有低的射频损失，尽管这不太可能成为问题，因为该涂层很薄。玻璃还必须具有与圆顶的材料的膨胀系数相容的膨胀系数。一种合适的陶瓷材料是氧化铝(Al2O3)，优选纯度高于90%，以确保所发射的射频的低损失。一种合适的玻璃层是硼硅酸盐玻璃。然而，也可以使用其他的高温玻璃层，并且也可以使用其他具有低射频损失的陶瓷材料。已经发现，内部上釉的圆顶不易于发生现有技术中的磁控管有时会遇到的灾难性故障，即使它们没有经过低功率老化操作。尚未完全了解上述现象的原因，但可能是因为上釉避免了气体从氧化铝中排放出来。然而，玻璃更不容易发生次级电子倍增效应，并且由于此原因而不发生灾难性故障，或者也可能还因为别的原因。陶瓷的厚度通常大约为6mm,釉涂层大约为O. 2mm。如果需要的话，陶瓷窗ロ可以在其内表面和外表面上都上釉。外表面上的釉对阻止放电并不起作用，但是它不会是ー个缺陷。当然，射频窗ロ不一定需要是圆顶形的。上釉的内部可以使用在任何形状(包括平面形状)的射频窗口中。尽管结合磁控管描述了本专利技术，但是上釉的射频窗ロ也可以应用于其他种类的电子管，例如感应输出管、调速管、行波管或者回旋行波放大器。该技术可以用于任何这样的情形存在将RF/微波能量从真空环境传递到大气/气体环境中的窗ロ，并且该技术在频率和功率相结合从而产生某种形式的放电的这种情形下尤其有用。因此，本专利技术适用于射频输出功率超过50kW，特别是超过75kW的高功率管，尤其是当所述高功率管在连续波的模式下操作吋。这在超过IGHz的高频率处(例如，对于IGHz到20GHz范围内的频率，更尤其是IGHz到3GHz范围内的频率)尤为如此，其中窗ロ的面积有可能更小。权利要求1.一种电子管，所述电子管具有由陶瓷材料构成的射频输出窗口，其中所述窗口在内表面上具有玻璃涂层。2.根据权利要求I所述的电子管，其中所述窗口的外围没有玻璃涂层。3.根据权利要求2所述的电子管，其中所述窗口的外围被打磨以确保所述窗口的外围没有玻璃涂层。4.根据权利要求3所述的电子管，其中所述窗口的外围被倒角。5.根据权利要求3或4所述的电子管，其中所述窗口的邻近打磨区域的区域被金属化。6.根据权利要求I至5中任一项所述的电子管，其中所述涂层是由高温玻璃构成的。7.根据权利要求I至6中任一项所述的电子管，其中所述玻璃是硼硅酸盐玻璃。8.根据权利要求I至7中任一项所述的电子管，其中所述涂层的厚度位于O.05mm和3mm之间。9.根据权利要求8所述的电子管，其中所述涂层的厚度大约为O.2mm。10.根据权利要求I至9中任一项所述的电子管，其中所述陶瓷材料是氧化铝。11.根据权利要求I至10中任一项所述的电子管，其中所述电子管是磁控管。12.根据权利要求11所述的电子管，其中射频窗口是圆顶形的。13.—种制造射频输出窗口的方法，所述射频输出窗口适合在根据前述任一项权利要求所述的电子管中使用。全文摘要一种高功率电子管(例如磁控管)具有如下缺陷为了降低陶瓷射频窗口在使用中发生故障的可能性，制造步骤需要一个长时间的老化期(在该老化期，以低功率向磁控管供能来进行测试)，从而将任何被吸收的气体驱逐出射频窗口。根据此专利技术，射频窗口6的内部被上釉(8)，这能够避免老化期。文档编号H01J25/587GK102859633SQ201180021427 公开日2013年1月2日 申请日期2011年5月11日 优先权日2010年5月18日专利技术者D·伯纳德·弗克斯 申请人:E2V技术(英国)有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·伯纳德·弗克斯，
申请(专利权)人：E二V技术英国有限公司，
类型：
国别省市：