CN102208316B - 磁控管 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种磁控管，具有用于容纳阴极端子(6，7)的径向延伸部，该磁控管的阴极支撑在比迄今为止的阴极支撑臂短得多的阴极支撑臂(3，4)上，因为这些支撑臂安装在该径向延伸部的端壁(18)上，该端壁到该径向延伸部的阴极端的距离比到另一端的距离短。这样，所有振动都转移到较高频带，在磁控管在用于进行放射疗法的直线加速器中快速移动的情况下，该较高频带不易被激发。

Description

磁控管

技术领域

本发明涉及磁控管。

背景技术

磁控管应用在直线加速器内，用于产生X射线，这种直线加速器的一个用途是产生用于在放射疗法中治疗肿瘤的X射线。为了向肿瘤发出最佳剂量的辐射，将直线加速器安装在绕病人旋转的台架上，在输送X射线剂量时，台架有时会绕病人高速旋转。这产生一个问题，即，为了达到最佳性能，阴极必须固定在空心圆柱形阳极内的精确位置，阳极和阴极之间存在高电压。该阴极可支撑在一对导电臂上，该导电臂的端部锚固在真空密封外壳内。

如图1和图1a所示，分别为穿过已知磁控管的径向延伸部的轴向横截面的局部示意图和阳极内部的部分的局部端视图。阴极1通过钨支撑臂3，4支撑在空心圆柱形阳极2内。通常被称为侧臂、由附图标记5表示的真空密封外壳的径向延伸部为陶瓷材质，其外部支撑有阴极端子6，7，阴极的直流加热电压横跨该阴极端子6，7施加并叠加在操作该磁控管所需的负高压上。该磁控管的本体8由金属制成，并具有容纳支撑臂3，4的通道9，10。该径向延伸部包括焊接在本体8上、铜焊在陶瓷套筒12上的金属环11，该陶瓷套筒12在下部圆形边缘上涂敷有金属。该径向延伸部由密封圆柱形套筒12的壁13封闭。该支撑臂3，4与端子6，7电连接，因为支撑臂3，4的一端固定在以真空密封方式支撑在壁13内的插口14，15内，并经由该插口14，15连接到外部的端子6，7。

阴极支撑臂的自由端通过引线29，30连接到阴极1的对端。阴极支撑臂3，4在靠近圆柱形阳极空间2处终止，以在加工过程中为轴向插入阴极提供空间(见图1a)，引线仅在阴极已经组装到阳极空间内时连接。位于一端的引线30可为v形，其顶点连接在阴极支撑臂4上，其臂的末端连接在阴极上。位于另一端的引线29可以是导线，该导线被弯曲成平行绞线，穿过绝缘套环(图中未示出，但在美国专利公开号为2009/0236991的专利中进行了说明)连接到延伸自阴极另一端的灯丝引线。

普遍认为，支撑臂3，4容易发生机械振动，这会损害磁控管的正确运行。

发明内容

本发明提供了一种磁控管，其中，真空密封外壳包括相对于阴极的轴线径向延伸的部分，以及一对用于支撑阴极并与阴极供电端子电连接的导电支撑臂；该支撑臂的自由端与阴极上的引线相连接，该支撑臂安装在横跨该径向延伸部的区域而延伸的壁上，其中，该壁沿该径向延伸部设置，到与阴极相邻的一端的距离比到远离阴极的一端的距离短。

将支撑臂安装在位于径向延伸部的两端之间的壁内以减少自由长度，这样可减少或消除不良振动频率。

每个支撑臂可分为固定在一起的两个部分，一个部分可由钨、钼、铜、镍或其合金制成，并安装在壁内，其直径比另一部分的直径大，该另一部分可由钨、钼或其合金制成，并连接到阴极。如果需要，支撑臂可分为两个以上的部分。

壁可与径向延伸部的远离阴极的部分形成整体，并可通过密封材料连接到与阴极相邻的部分，以在该壁上涂敷金属层。该部分可由陶瓷材料制成。

壁可沿径向延伸部设置，位于小于从与阴极相邻的一端到远离阴极的一端的长度的三分之一或四分之一处。

优选地，支撑臂终止于圆柱形阳极剖面的突出部之外，引线可由镍丝制成，焊接或铜焊该引线以在磁控管组装过程中连接阴极和阴极支撑臂。

附图说明

现在将根据以下附图，对本发明的实施方式举例进行详细说明：

图1为穿过已知磁控管的径向延伸部的轴向横截面的局部示意图；

图1a为沿图1中切线1a-1a的图1所示磁控管的局部端视图；

图2为根据本发明的磁控管的径向延伸部的轴向横截面图；

图3为穿过图2所示径向延伸部的陶瓷部件的轴向横截面图；

图4为图3所示陶瓷部件的仰视图。

各附图中，相同附图标记代表相同组成部分。

具体实施方式

本发明的磁控管与图1所示已知磁控管的不同之处在于真空密封外壳的径向延伸侧臂部5的结构，特别是阴极支撑臂的安装方式。

如图2所示，径向延伸部包括两个管状陶瓷部件16，17，后者具有封闭下端壁18。管状陶瓷部件16在其下曲边上涂敷有金属，并铜焊在金属环11上，该金属环11焊接在磁控管的本体上，该本体如图1所示，图2中未示出。阴极以及阴极引线29，30也如图1所示。

与图1的已知磁控管相比，附图标记3，4代表的阴极支撑臂的自由长度短得多，该支撑臂以真空密封方式安装在下端壁18内的开口处，该下端壁18到侧臂延伸部的阴极端的距离比到侧臂延伸部的另一端的距离短。同样，每个支撑臂3，4分为固定在一起的两个部分，一个部分19，20锚固在壁18上，其直径比另一部分27，28的直径大，该另一部分27，28连接阴极引线29，30。

支撑臂的部分19，20具有整体延伸部19a，20a，阴极供电端子6，7固定在延伸部19a，20a的一端。该端子6，7和整体延伸部19a，20a由管状部件17保护，该管状部件17还阻挡阳极体和端子6，7之间的高电压。如果需要，该管状部件17内的空闲空间可填充橡胶材料，以防止该空间内发生电晕放电。

设置射频扼流圈，以防止射频穿过径向延伸部泄漏。因此，金属环11具有四分之一波长的扼流圈21，以防止开口周围的射频向径向延伸部泄漏；长度也为四分之一波长的空心套筒22，23围绕阴极支撑臂的部分19，20，以防止射频沿阴极支撑臂3，4泄漏。射频扼流圈21，22，23互相重叠。

射频扼流圈22，23具有外张区域22a，23a。

为了保持真空密封在壁18处的完整性，阴极支撑臂的部分19，20铜焊在空心套筒22，23的较小直径区域，空心套筒22，23的上端又铜焊在壁18的底部，配合面涂敷有金属。另外，外张区域22a，23a被设计为与敷金属环(24，25，图4所示)重叠，以在导电部件19和导电部件20在负高压下产生脉冲时降低敷金属区域的电场强度。外张区域22a和外张区域23a被削去位于该两部分之间的区域，这样就不会造成短路。

在壁18下面的有限空间内，这种敷金属操作会难以执行。出于这个原因，管状陶瓷部件17可在进行敷金属操作期间或之后连接到壁上。可使用一层玻璃粉26将零件以真空密封方式密封在一起。

如图2所示，壁18位于沿侧臂长度的从其上端到下端的至少一半长度处，以减少阴极支撑臂的自由长度。

支撑臂3和支撑臂4的自由长度比图1已知磁控管中支撑臂的自由长度短得多，其谐振频率与已知磁控管中阴极支撑臂的谐振频率不同。普遍认为，谐振的频率增加，已知磁控管的支撑臂在50Hz左右谐振时，而根据本发明的磁控管内的谐振提高到100Hz以上。

阴极支撑臂的谐振频率受各种因素的影响。谐振频率取决于支撑臂的刚度，而且，应注意的是，支撑臂的部分19，20的直径比连接在阴极上的部分27，28的直径大。另外，对该部分19，20选择较大横截面材料，也会通过阴极及其相邻部件的导电增加热损耗。这在磁控管在接近平均输出功率的上限值运行时较为有利。

适于支撑臂的部分27，28的材料为钨、钼或其他高温熔点金属或合金。适于部分19，20的材料包括钨、钼及其合金、铜、镍及其他镍合金。

当然，只要不脱离本发明的范围，可对所述实施例进行改变。例如，壁18可形成固定在套筒17的上端的非常深的帽的基部，即与具有图1所示现有技术结构的壁13相似，但该深度使壁18在沿侧臂长度的方向上处于相同位置。或者，在图2所示的结构中，管状部件16可与管状部件和壁18形成一体。管状部件17的长度可比显示的长度短。

本发明特别适用于输出功率峰值在2MW以上的磁控管。典型的工作频率范围为2850MHz至3010MHz，该设计尤其适用于2993MHz至3002MHz之间。

Claims (11)

1.一种磁控管，其特征在于，真空密封外壳包括相对于阴极的轴线径向延伸的部分，以及一对用于支撑该阴极并与阴极供电端子电连接的导电支撑臂，该支撑臂的自由端与连接到该阴极的引线连接，且该支撑臂相对于所述阴极的轴线径向延伸且安装在横跨该径向延伸部的区域而延伸的壁上，其中，该壁沿该径向延伸部设置，到与阴极相邻的一端的距离比到远离阴极的一端的距离短。

2.如权利要求1所述的磁控管，其特征在于，每个所述支撑臂分为固定在一起的两个部分，一个部分安装在所述壁内，该部分的直径比连接到所述阴极的另一部分的直径大。

3.如权利要求2所述的磁控管，其特征在于，安装在所述壁内的部分由钨、钼、铜、镍或其合金制成。

4.如权利要求2或3所述的磁控管，其特征在于，与阴极引线连接的部分由钨、钼或其合金制成。

5.如权利要求1所述的磁控管，其特征在于，所述壁与所述径向延伸部的远离所述阴极的部分形成整体。

6.如权利要求5所述的磁控管，其特征在于，所述径向延伸部的与阴极相邻的部分通过密封材料与远离所述阴极的部分连接。

7.如权利要求5所述的磁控管，其特征在于，所述壁具有容纳支撑臂的开口，真空密封通过对涂敷在壁上的敷金属层进行铜焊而形成。

8.如权利要求7所述的磁控管，其特征在于，所述磁控管包括围绕所述支撑臂的外张套筒，用于降低所述敷金属层附近的电场强度。

9.如权利要求8所述的磁控管，其特征在于，所述外张套筒与围绕所述支撑臂的套筒形成整体，以形成四分之一波长的射频扼流圈。

10.如权利要求1所述的磁控管，其特征在于，所述真空密封外壳的径向延伸部为陶瓷材质。

11.如权利要求1所述的磁控管，其特征在于，所述支撑臂终止于阳极内部的剖面之外，所述阴极引线在组装过程中连接。