CN102208308B - 速调管用无截获栅控电子枪装架方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种速调管用无截获栅控电子枪装架方法，涉及速调管用电子枪技术，包括：a)将电子枪的阴极热子组件、阴极热子支撑组件、栅控引线组件、绝缘段组件、聚束极组件、阳极组件各自分别焊成一个独立部件；b)用相关模具对六部件顺序定位、焊接、组装成一个完整的电子枪。本发明方法保证了整个电子枪部件装架的同轴度，用本发明方法组装的电子枪构建的无截获栅控速调管与现使用的阴控速调管相比，可实现脉冲宽度和重复周期捷变，获得波束的灵活性，同时，重量轻、体积小，减小了调制器提供的电流，减轻了开关管的负担。

Description

速调管用无截获栅控电子枪装架方法

技术领域

本发明涉及一种速调管用无截获栅控电子枪装架方法。

背景技术

进入21世纪，世界正在发生新的军事变革，新的一轮武器竞赛正在激烈的进行，其中国土防空和导弹测量系统中的探测和引导雷达处于极为重要的地位。为了适应这种日趋复杂的军事需求，国内外研究机构已经把能够开发出工作方式灵活多变和机动性高的雷达系统作为了重要目标。在国内，无截获栅控技术主要应用在行波管，在速调管中的应用尚属空白。目前，我国现有国土防空雷达发射器件多数使用的是阴控脉冲速调管，特别是宽带速调管，可以通过脉间和脉组间频率捷变来实现完善的捷变频。栅控速调管能够实现脉冲宽度和重复周期捷变，可以获得波束的灵活性，这些都是使用阴控速调管的雷达很难实现的，这就对栅控速调管成功研制提出了迫切要求。

无截获栅控电子枪是无截获栅控速调管的核心部件，无截获栅控速调管能否成功研制，很大程度上取决于栅控电子枪是否能够成功研制。在无截获栅控电子枪中，由于控制栅极的引入，将会导致栅极大量截获电子，影响电子发射特性，同时由于采用双栅结构，这就要求在整个电子枪装架过程中，每一步都需要有较高的精度和稳定性，因此对无截获栅控电子枪结构的合理设计，摸索出一套成熟的无截获栅控电子枪装架方法及专用模具，对无截获栅控电子枪的成功研制至关重要。

发明内容

本发明的目的是公开一种速调管用无截获栅控电子枪装架方法，以克服现有技术中对实际装架过程存在的问题，具有实用化，从而得到符合技术要求的无截获栅控电子枪。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种速调管用无截获栅控电子枪装架方法，其包括，

a)将电子枪的阴极热子组件、阴极热子支撑组件、栅控引线组件、绝缘段组件、聚束极组件、阳极组件各自分别焊成一个独立部件；

b)用相关模具对六部件顺序定位、焊接、组装成一个完整的电子枪。

所述的无截获栅控电子枪装架方法，其包括步骤：

(1)制作阴极热子组件：

a)将钡钨阴极与阴极支撑筒对接：先将阴极支撑筒与钡钨阴极焊好后再车阴极面，焊接时采用钼钌合金焊料；

b)焊接热屏过渡筒：用热屏过渡筒对中模具对热屏过渡筒定位，保证热屏过渡筒两个水平端面平行，同时保证热屏过渡筒与阴极支撑筒的同心度，再将热屏过渡筒与阴极支撑筒焊接在一起；

c)装架热子隔热屏组件：用固定铆钉将热子隔热屏组件与热屏过渡筒固定；

d)装架侧热屏：用热屏卷筒模具对侧热屏定位，保证侧热屏的对中性，再将侧热屏与热子隔热屏焊接在一起；

e)装阴影栅支撑筒：将阴极面向下放在阴影栅阴极对中定位模具上，保证阴影栅支撑筒与阴极支撑筒的同心度，同时保证阴影栅支撑筒与阴极边缘、与热屏过渡筒之间的距离，并留有间隙便于调节阴影栅与钡钨阴极之间的同心度；

f)装架阴影栅：顺序使用两件阴影栅支撑筒对中模具，对阴影栅定位，保证阴影栅与钡钨阴极的同心度，并尽量使阴影栅贴近阴极表面，以进一步保证阴影栅和控制栅的距离；

(2)将(1)步中装架好的部件固定在阴极热子支撑组件上；

(3)装架栅控引线组件：将阴极面朝上，用控制极对中定位模具将(2)步中装架好的部件固定在栅控引线组件上，保证阴极热子组件、阴影栅支撑筒与栅控引线组件的同心度，再用氩弧焊固定；

(4)控制栅与聚束极焊接：先用机械固定法将控制栅分为多点固定在聚束极上，再通过控制栅对中定位模具，利用激光焊的方法将二者完全焊接固定；

(5)阴影栅和控制栅的对栅：

a)先调节好间距：改变控制极套环的高度，用显微镜或三维坐标测量仪确定控制栅与阴影栅的间距；

b)再调节对中性：通过固定在控制极套环上的定位螺钉调节控制栅和阴影栅的对中性，对好后拧紧螺钉；

c)用激光焊进行焊接固定；

经过(1)～(5)步，将阴极热子组件、阴极热子支撑组件、栅控引线组件和聚束极组件四部分组装成一个整体部件；

(6)最后，利用阳极聚束极对中模具对(5)步中所得整体部件与绝缘段组件、阳极组件定位，通过氩弧焊的方法将整体部件与绝缘段组件、阳极组件焊接固定在一起，得到一个完整的速调管用无截获栅控电子枪。

所述的无截获栅控电子枪装架方法，其所述热屏过渡筒对中模具、控制栅对中定位模具的材料采用铜；热屏卷筒模具的材料采用紫铜；阴影栅阴极对中定位模具、阴影栅支撑筒对中模具和阳极聚束极对中模具的材料采用不锈钢。

本发明的有益效果：

本发明中提到的装架方法及专用模具配合使用，解决了无截获栅控电子枪装架过程中出现的部件对中性不好、控制栅脱落等问题，保证了整个电子枪部件装架的同轴度，经实践证明采用本方案能够装架成合格的无截获栅控电子枪，从而为无截获栅控速调管的成功研制起到了关键作用。利用本方法研制成功的无截获栅控速调管与现使用的阴控速调管相比，能够实现脉冲宽度和重复周期捷变，以获得波束的灵活性，同时，由于脉冲调制器的制作变得比较容易，可以有效的减轻雷达重量和体积，此外也大大减小了调制器提供的电流，能够减轻开关管的负担。以上这些优点使我国国土防空系列雷达增加更强大的功能，充分发挥其体制上的优越性。

附图说明

图1，为速调管用无截获栅控电子枪结构示意图，其中，01为阴极热子组件，02为阴极热子支撑组件，03为栅控引线组件，04为绝缘段组件，05为聚束极组件，06为阳极组件；

图2a，为图1中阴极热子组件01的结构示意图，其中：01-01为阴影栅，01-02为阴极，01-03为阴影栅支撑筒，01-04为侧热屏，01-05为阴极支撑筒，01-06为热子隔热屏组件，01-07为热屏过渡筒；

图2b，为图1中聚束极组件05的结构示意图，其中，05-01为控制栅，05-02为聚束极，05-03为聚束极套环，05-04为定位环；

图3，为图2a、图2b中的阴极栅网配合结构示意图；

图4，为本发明装架方法专用的热屏过渡筒对中模具外形示意图；

图5，为本发明装架方法专用的热屏卷筒模具外形示意图；

图6，为本发明装架方法专用的阴影栅阴极对中定位模具外形示意图；

图7a，图7b为本发明装架方法专用的阴影栅支撑筒对中模具外形示意图；

图8，为本发明装架方法专用的控制极对中定位模具外形示意图；

图9，为本发明装架方法专用的控制栅对中定位模具外形示意图；

图10，为本发明装架方法专用的阳极聚束极对中模具外形示意图；

图11，为本发明的一种速调管用无截获栅控电子枪装架方法流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，为速调管用无截获栅控电子枪结构示意图。无截获栅控电子枪的机械结构主要由六大部件组成，即阴极热子组件01，阴极热子支撑组件02，栅控引线组件03，绝缘段组件04，聚束极组件05，阳极组件06。参见图2a、图2b，无截获栅控电子枪的主要构成是钼材料的阴影栅01-01贴合在圆球形的钡钨阴极01-02表面，与热子形成的阴极热子组件01固定在阴极热子支撑组件02上，钼材料的控制栅05-01固定在无氧铜材料的聚束极05-02内形成聚束极组件05，通过一定位环05-04经过阴影栅01-01和控制栅05-01的对栅，将聚束极组件05固定在阴极热子支撑组件02和栅控引线组件03形成的一个整体部件上，该整体部件固定在陶瓷筒外壳上，即绝缘段组件04上，并最终固定在阳极组件06上。该电子枪与国内现使用的阴控电子枪的区别在于其增加了栅控引线组件03、阴影栅01-01和控制栅05-01(参见图3)，其他总体构成与现有电子枪的机械结构大体相同。

参见图11，本发明的一种速调管用无截获栅控电子枪装架方法是：a)首先利用相关模具将阴极热子组件01、阴极热子支撑组件02、栅控引线组件03、绝缘段组件04、聚束极组件05、阳极组件06焊成六个独立的部件。b)其次将阴极热子组件01和阴极热子支撑组件02焊成一个整体，通过栅控引线对中定位模具，将栅控引线组件03固定在阴极热子支撑组件02上。c)通过定位环05-04，对阴影栅01-01和控制栅05-01进行对栅定位，将聚束极组件05固定在栅控引线组件03上。d)最后，通过阳极聚束极对中模具，将绝缘段组件04、阳极组件06、栅控引线组件03焊成一体，从而装架成一把完整的无截获栅控电子枪。

本发明的一种速调管用无截获栅控电子枪装架方法，是在常温常压工作条件下即可进行。

结合附图叙述本发明的具体实施方式。由图1和图2可知，本发明的无截获栅控电子枪的机械结构是，钼材料的阴影栅01-01贴合在圆球形的钡钨阴极01-02表面上，并通过阴影栅支撑筒01-03和阴极支撑筒01-05固定在热屏过渡筒01-07上，与热子组件01-06和侧热屏01-04形成阴极热子组件01，固定在阴极热子支撑组件02上，钼材料的控制栅05-01固定在无氧铜材料的聚束极05-02内与聚束极套环05-03形成聚束极组件05，通过定位环05-04，对阴影栅01-01和控制栅05-01进行对栅定位固定在阴极热子组件01和栅控引线组件03形成的一个整体部件上，该整体部件固定在陶瓷筒外壳即绝缘段组件04上，并最终固定在阳极组件上06。由图3可知，由于该电子枪采用了双栅技术，即阴影栅01-01和控制栅05-01组成的对栅，对栅结果直接影响到该电子枪的通过率及性能，因此在整个装架工艺过程中会用到图4-图10中的相关模具，用于保证每个组件装架过程中的准确性。

由图11可知，本发明具体实施例的工作过程是，首先将阴极热子组件01、阴极热子支撑组件02、栅控引线组件03、绝缘段组件04、聚束极组件05、阳极组件06先各自分别焊成一个独立部件，然后通过相关模具利用激光焊、氩弧焊等方法将六大部件焊接成一个完整的电子枪。在整个装架过程中涉及到的专用模具及详细装架方法如下：

(1)钡钨阴极01-02与阴极支撑筒01-05对接。高温钼材料的阴极支撑筒01-05先与钡钨阴极01-02焊好后再车阴极面，这样可以保证后续装架过程中阴极面与阴影栅01-01的同心度，阴极支撑筒01-05与钡钨阴极01-02焊接时采用钼钌合金焊料，在此步骤没有模具要求。

(2)焊接热屏过渡筒01-07。在焊接热屏过渡筒01-07时，要保证热屏过渡筒01-07两个水平端面的平行度，同时要保证热屏过渡筒01-07与阴极支撑筒01-05的同心度，因此在该步骤需要采用热屏过渡筒对中模具(如图4所示)，该模具的材料采用铜，目的是防止点焊时将热屏过渡筒与该模具焊在一起。

(3)装架热子隔热屏组件01-06及相关零件(可以提前准备好)，同时用固定铆钉固定热屏过渡筒。

(4)装架侧热屏01-04。在装架侧热屏01-04时，要保证侧热屏01-04的对中性，此时就要采用热屏卷筒模具(如图5所示)，该模具的材料采用紫铜，目的是防止点焊时将侧热屏同模具焊在一起。

(5)装阴影栅支撑筒01-03。在装架过程中要将阴极面向下放在阴影栅阴极对中定位模具(如图6所示)上，保证阴影栅支撑筒01-03与阴极支撑筒01-05的同心度，同时要保证阴影栅支撑筒01-03与阴极边缘的距离，保证阴影栅支撑筒01-03与热屏过渡筒01-07之间的距离，并留有微小公差便于调节阴影栅01-01与钡钨阴极01-02之间的同心度。此时要采用阴影栅阴极对中定位模具(如图6所示)，该模具采用不锈钢材料。

(6)装架阴影栅01-01。在装架阴影栅01-01的过程中，既要保证阴影栅01-01与钡钨阴极01-02的同心度，还要尽量使阴影栅01-01贴近阴极表面，只有这样才能进一步保证阴影栅01-01和控制栅05-01的距离。在此步骤中要采用阴影栅支撑筒对中模具(如图7a、7b所示)，从而保证阴影栅01-01与钡钨阴极01-02的对中性。

(7)将前六步装架好的部件固定在阴极热子支撑组件02上，此步骤没有模具要求，通过零件的配合定位即可。

(8)装架栅控引线组件03。将前七步装架好的部件固定在栅控引线组件03上，此装架步骤好坏直接影响后续对栅步骤的好坏，因而需要采用控制极对中定位模具(如图8所示)，通过保证阴影栅支撑筒01-03与栅控引线组件03的同心度，从而达到保证栅控引线组件03与阴极热子组件01同心度的目的。装架时阴极面朝上，通过氩弧焊定位。

(9)控制栅05-01与聚束极05-02焊接。在此步的装架过程中，之前采用的方法是通过聚束极05-02的环形台阶来定位，利用激光焊接固定控制栅05-01，并且保证控制栅05-01与聚束极05-02的同心度，同时保证控制栅05-01不变形和熔断。但是通过几次试验以后发现控制栅05-01会从聚束极05-02上脱落，针对这一问题调整固定办法，即首先先用机械固定法将控制栅05-01分为六点固定在聚束极05-02上，然后再通过控制栅对中定位模具(如图9所示)利用激光焊的方法将二者完全焊牢为止。

(10)阴影栅01-01和控制栅05-01的对栅。对栅是整个装架过程中的一个关键工序。此时既要保证控制栅05-01与阴影栅01-01之间的间距，同时还要保证控制栅05-01与阴影栅01-01的对中性。此过程要先调节好间距，再保证对中性。改变控制极套环05-03的高度，采用显微镜或三维坐标测量仪确定控制栅05-01与阴影栅01-01间距后，通过固定在控制极套环05-03上的定位螺钉调节控制栅05-01和阴影栅01-01的对中性，对好以后拧紧螺钉，采用激光焊的方法进行焊接。对栅的结果好坏会直接影响电子枪的特性，因此该步骤也是整个电子枪装架过程中的重之所重。

通过以上十个步骤，将阴极热子组件01、阴极热子支撑组件02、栅控引线组件03和聚束极组件05四大部分组装成了一个整体部件。

(11)最后利用阳极聚束极对中模具(如图10所示)通过氩弧焊的方法，将组装好的部件与绝缘段组件04、阳极组件06焊接在一起，一个完整的速调管用无截获栅控电子枪装架完成。将装架好的电子枪同冷测合格的群聚段组件、收集组件及输出段组件组合后，即可总搭成一个完整的无截获栅控速调管。

Claims (2)

1.一种速调管用无截获栅控电子枪装架方法，其特征在于，

a)将电子枪的阴极热子组件、阴极热子支撑组件、栅控引线组件、绝缘段组件、聚束极组件、阳极组件各自分别焊成一个独立部件；

b)用相关模具对六部件顺序定位、焊接、组装成一个完整的电子枪；

其中，该方法具体包括以下步骤：

步骤1.制作阴极热子组件：

a)将钡钨阴极与阴极支撑筒对接：先将阴极支撑筒与钡钨阴极焊好后再车阴极面，焊接时采用钼钌合金焊料；

b)焊接热屏过渡筒：用热屏过渡筒对中模具对热屏过渡筒定位，保证热屏过渡筒两个水平端面平行，同时保证热屏过渡筒与阴极支撑筒的同心度，再将热屏过渡筒与阴极支撑筒焊接在一起；

c)装架热子隔热屏组件：用固定铆钉将热子隔热屏组件与热屏过渡筒固定；

d)装架侧热屏：用热屏卷筒模具对侧热屏定位，保证侧热屏的对中性，再将侧热屏与热子隔热屏焊接在一起；

e)装阴影栅支撑筒：将阴极面向下放在阴影栅阴极对中定位模具上，保证阴影栅支撑筒与阴极支撑筒的同心度，同时保证阴影栅支撑筒与阴极边缘、与热屏过渡筒之间的距离，并留有间隙便于调节阴影栅与钡钨阴极之间的同心度；

f)装架阴影栅：顺序使用两件阴影栅支撑筒对中模具，对阴影栅定位，保证阴影栅与钡钨阴极的同心度，并尽量使阴影栅贴近阴极表面，以进一步保证阴影栅和控制栅的距离；

步骤2.将步骤1中装架好的部件固定在阴极热子支撑组件上；

步骤3.装架栅控引线组件：将阴极面朝上，用控制极对中定位模具将步骤2中装架好的部件固定在栅控引线组件上，保证阴极热子组件、阴影栅支撑筒与栅控引线组件的同心度，再用氩弧焊固定；

步骤4.控制栅与聚束极焊接：先用机械固定法将控制栅分为多点固定在聚束极上，再通过控制栅对中定位模具，利用激光焊的方法将二者完全焊接固定；

步骤5.阴影栅和控制栅的对栅：

a)先调节好间距：改变控制极套环的高度，用显微镜或三维坐标测量仪确定控制栅与阴影栅的间距；

b)再调节对中性：通过固定在控制极套环上的定位螺钉调节控制栅和阴影栅的对中性，对好后拧紧螺钉；

c)用激光焊进行焊接固定；

经过步骤1～步骤5，将阴极热子组件、阴极热子支撑组件、栅控引线组件和聚束极组件四部分组装成一个整体部件；

步骤6.最后，利用阳极聚束极对中模具对(5)步中所得整体部件与绝缘段组件、阳极组件定位，通过氩弧焊的方法将整体部件与绝缘段组件、阳极组件焊接固定在一起，得到一个完整的速调管用无截获栅控电子枪。

2.如权利要求1所述的无截获栅控电子枪装架方法，其特征在于，所述热屏过渡筒对中模具、控制栅对中定位模具的材料采用铜；热屏卷筒模具的材料采用紫铜；阴影栅阴极对中定位模具、阴影栅支撑筒对中模具和阳极聚束极对中模具的材料采用不锈钢。

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