CN101673651A - 一种毫米波行波管复合型管壳及其制作方法 - Google Patents

一种毫米波行波管复合型管壳及其制作方法 Download PDF

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方卫
侯信磊
李玉珍
卞磊
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Abstract

毫米波行波管复合型管壳及其制作方法，属于真空电子器件领域，包括毫米波行波管所使用聚焦系统的极靴片，其特征在于，所述极靴片与非磁性金属材料圈，沿轴向相间交替排列并焊接固定成完整的复合管壳。所述复合管壳的长度和极靴的横向尺寸，均由所述毫米波行波管电参数决定。该用于毫米波行波管的复合管壳，使整管横向尺寸和极靴内径都减小到最小值，符合总管尺寸参数要求，且聚焦调节的难度减轻，同时有利于慢波系统的导热。

Description

一种毫米波行波管复合型管壳及其制作方法
技术领域
本发明属于真空电子器件领域，特别涉及一种毫米波行波管复合型管壳及其制作方法。
背景技术
在电子战装备的功率行波管中，其磁聚焦系统多采用周期永磁聚焦系统(PPM)。对于厘米波段的行波管，慢波系统的耦合腔尺寸相对较大，铁质极靴可以作为磁聚焦系统的一部分，且可以深入到高频腔的内部，可以轻松实现电子束的磁聚焦。如图1所示。
而对于毫米波波段的行波管，耦合腔的总体尺寸较小，不能像厘米波波段的行波管一样用极靴作为磁聚焦系统的一部分。对毫米波波段的行波管，一般采用慢波系统与磁聚焦系统分离的独立聚焦系统。因为毫米波器件的零件尺寸较小，无法很好的保证慢波系统的真空气密性和要求的机械强度，所以目前一般采用在慢波结构外套管壳的方法来保证慢波系统的真空气密性和机械强度。管壳一般采用蒙耐尔等非磁性金属材料。如图2所示。极靴和磁片可套在管壳的外面组成磁聚焦系统。不像厘米波段行波管磁聚焦系统的一部分可以置于管壳内，毫米波段行波管磁聚焦系统如图3所示。
采用此种磁聚焦方式存在以下方面的不足：第一，极靴与管壳之间有间隙，极靴是活动的，热测时调节费事，很难保证管子批量生产的一致性。第二，由于管壳有一定的厚度，极靴的内径较粗，加大了聚焦难度和周期永磁聚焦系统(PPM)的横向尺寸，增加了管子的体积和重量，这对小型化毫米波行波管的设计是很不利的。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，针对传统结构下的毫米波行波管器件很难满足尺寸尽可能小的要求，聚焦调节的难度也将加大。为了克服这些障碍就要重新考虑器件的结构尺寸关系，本发明的目的是提供一种毫米波行波管复合型管壳及其制作方法，该管壳既能保证慢波系统的真空气密性和机械强度，又可降低聚焦难度。
在描述所采用的技术方案之前，先叙述该方法是基于以下理解，由于毫米波行波管极靴零件尺寸较小，真空气密性和机械强度很难保证，为保证慢波系统的机械强度和真空气密性，必须在慢波系统的外面套用管壳。而该管壳的使用还必须有利于磁场的聚焦。如果采用图2的方式，由于管壳有一定的厚度，这会使得套用在管壳外的极靴内径变大。而极靴内径的大小对磁场聚焦的难易程度是非常明显的。极靴内径变大，势必使磁场的聚焦能力变差，增加了聚焦的难度。因此，为提高磁场的聚焦能力，必须使极靴的内径减小，极靴内径的最小值即为慢波结构的外径，即取消了一层管壳的厚度。可以做这样的考虑，将图2极靴下的一段管壳部分用极靴本身代替，把极靴间的连接部分段与两极靴焊接起来，保证真空气密性，便可形成一种磁性材料与非磁性材料相结合的复合型管壳。如图4所示。
这种既是极靴的一部分，又起管壳作用的复合管壳的优点有：1.极靴是固定的，热测时调节简单，可保证管子批量生产的一致性；2.极靴内径更小，更有利于磁场的聚焦，有利于减小聚焦系统的体积和重量，有利于实现行波管的小型化；3.极靴与慢波结构直接接触，更有利于慢波系统的散热；4.磁场周期容易改变，可实现任意磁场周期设计。
为实现本发明目的，所采用的技术方案如下，一种毫米波行波管复合型管壳，包括毫米波行波管所使用聚焦系统的极靴片，其特征在于，所述极靴片与非磁性金属材料圈，沿轴向相间交替排列并焊接固定成完整的复合管壳。
所述复合管壳的长度和极靴的横向尺寸，均由所述毫米波行波管电参数决定。
根据上述毫米波行波管复合管壳，其制作方法流程为，
①将极靴镀镍或镀铜，并在氢气环境中进行热处理；
②沿复合管壳聚焦部分，将极靴片与非磁性金属材料圈，相间交替排列并焊接成整体；
③复合管壳焊接后，对其内管壁在精密机床上绞光，以保证内径的公差和光洁度；
本发明的有益效果是，该用于毫米波行波管的复合管壳，使整管横向尺寸和极靴内径都减小到最小值，符合总管尺寸参数要求，且聚焦调节的难度减轻，同时有利于慢波系统的导热。
附图说明
图1为厘米波行波管慢波系统的聚焦结构示意图；
图2为通常的毫米波行波管慢波系统示意图；
图3为通常的毫米波行波管磁聚焦结构示意图；
图4为本发明毫米波行波管复合型管壳及聚焦结构示意图。
具体实施方式
参照图1、图2，表示通常已有的厘米波行波管慢波系统聚焦结构示意图及毫米波行波管慢波系统示意图。图中1为聚焦磁场的极靴片。可见到，在厘米波段该极靴是可以深入到行波管管壳内，极靴片可作为管壳的一部分，中轴处耦合腔慢波结构为2，参照图2、图3，毫米波行波管管壳3为普通结构管壳，由于管内零件随波长减小而减小，极靴片1只能放在管壳之外，故使极靴内径无法减小。参照图4，表示本发明毫米波行波管复合型管壳及聚焦结构示意图，图中3‘为蒙乃尔金属圈，将它与左右两侧极靴焊在一起，构成了符合管壳，实现了极靴内径的减小。
具体制作方法中，其步骤为：
1.极靴镀镍或铜9-12微米，并在氢气环境中进行热处理。
2.复合管壳的“极靴段”是由极靴与蒙乃尔圈(或其它非磁性金属材料)交替相间放置焊接而成。由于“公差叠加”，焊成后的总长度公差较大。为确保总长度一致，在焊接前应对零件进行配套。
3.复合管壳焊接完成后，对其内管壁置于精密机床绞光，保证内径的公差和很好的光洁度。

Claims (2)

1.一种毫米波行波管复合型管壳，包括毫米波行波管所使用聚焦系统的极靴片，其特征在于，所述极靴片与非磁性金属材料圈，沿轴向相间交替排列并焊接固定成完整的复合管壳。
2.根据权利要求1所述毫米波行波管复合型管壳，其特征在于，所述复合管壳的长度和极靴的横向尺寸，均由所述毫米波行波管电参数决定。
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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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