CN103430274B - 电子管 - Google Patents

Abstract

一种磁控管，具有阳极本体（1）且包括陶瓷套管（7）。在较高能量的发生器中，除了从天线发射进入波导管（2）的主功率外，从该套管发射出杂散辐射，且提供了RF吸收材料。然而，该吸收装置趋于频率选择的，且可过热。根据本发明，非金属壳体（13）包括电介质液体，例如围绕套管的水。这提供了在宽的频率带范围的吸收，且易于使得壳体具有足够高的热容，例如，通过使液体流动通过壳体。

Description

电子管

技术领域

本发明涉及电子管，具体地涉及具有减少从其杂散辐射的装置的电子管。

背景技术

在其中产生了扰乱回旋管内部运行的不良微波的回旋管（gyrotron）的情况下，已经提供了吸收微波的内部水套，其与周围金属壁结合以防止杂散微波从回旋管发出（US5187 408）。

在速调管的情况下，还提供了螺旋管形式的管，其围绕速调管的集电极和RF输出回路之间的区域，水通过该管以吸收从该区域泄露的微波能量（JP61284031）。

发明内容

本发明提供了一种磁控管，其具有吸收装置的以吸收从其发射的杂散微波辐射，其中吸收装置包括容纳有电介质液体的非金属壳体。

该吸收装置可在宽的热范围上吸收，且可被配置成具有高的热容。

有利的，壳体围绕形成真空外壳的部分的绝缘套管，且用于阴极且还可支撑阴极的供给线（supply leads）可延伸通过套管。

该壳体可包括冷却回路以允许液体流动通过壳体。如果磁控管包括水冷电磁体用于提供主磁场，则单个供给源可连接至电磁体的冷却回路以及壳体的冷却回路。

附图说明

将参考附图以示例的方式更详细地说明进行本发明的实施方式，其中：

图1是第一磁控管的示意正视图，第一磁控管被示为在局部剖切的波导管中，且水壳体以轴向横剖视图示出；

图2是图1的配置的细节的顶视图；

图3是第二磁控管的部分的示意正视图；

图4是第二磁控管沿着图3和5中的线4-4截取的部分的示意轴向横剖视图；

图5是图3中示出的第二磁控管的细节的示意正视图。

具体实施方式

参考图1和2，第一磁控管具有阳极本体1，阴极（未示出）穿过该阳极本体1而延伸，其安装在波导管2中的。通过磁控管的轴向磁场由围绕阳极本体的电磁体（未示出）与磁极片3、4一起产生。额外的磁极片（未示出）围绕磁极片（未示出）围绕磁极片3且拴接至电磁体。该阴极在一端连接至电源接线端5，而发射电子的阴极灯丝区域（filament area）延伸通过阳极本体的常规互作用区。阳极本体包括叶片（vane）（未示出），其下端连接至容纳在陶瓷穹顶6中的天线，该陶瓷穹顶6形成磁控管的真空外壳的一部分，该天线将磁控管产生的微波发射至波导管2，该波导管2以部分剖视图示出。

磁控管的本体通常是接地的，且阴极电源接线端通常处于几十千伏特的负电位。磁控管的真空外壳包括陶瓷材料的套管7，来隔离（hold off）该电位差，且套管与支撑灯丝区域且连接至电源接线端的阴极部分共同延伸。

由于阴极和由于磁控管而在阳极本体1中产生大量的热，且通常是通过本体中的冷却通道的方式来进行水冷却。冷却回路的入口是水管8，且出口是在图1中隐藏在管8后面的相同的管9。管的底端与阳极本体的冷却通道连通。管固定至支架10，支架10通过螺栓11、12而拴接至磁极片3，在其间包括O形环以防止泄漏。

如上所述，磁控管产生的微波被发射进入波导管2，但由于陶瓷套管7对微波能是基本可透的，所以磁控管在阳极本体1上方的区域还能够辐射功率。通常可在磁控管的在套管7内的区域中提供扼流圈（choke），以减少在远离天线的方向沿着阴极辐射的杂散功率，但这不是总能足以将辐射功率减少至足够低的水平。在公开的国际专利申请WO2011117654中描述了磁控管，其中阳极的轴线在竖直方向延伸（如本专利申请的图1中所示），其中阴极由螺旋灯丝形成，螺旋灯丝与阳极的轴线平行地延伸，且其中经由延伸通过套管7的共轴电源/支撑臂向灯丝提供电压。在磁控管功率较高的情况下，通过套管7的杂散辐射可能是严重的问题。

实际上对于在微波频率运行的装置，可辐射的带宽和功率电平有严格要求。杂散辐射可在磁控管的上端以磁控管的操作频率被发射（如图中所示），但也可以其它频率发射。这由于阴极的一部分一方面延伸通过支撑灯丝区域的套管7，且另一方面连接至电源接线端5，可产生在磁控管的基本设计频率之外的频率谐振。例如，磁控管的提供将热量传导开的其它部件可产生相同的效果。这导致套管7可以很多不同频率发出杂散辐射。该杂散辐射可使得附近的电子设备近程无法工作（non-functional）。

根据本发明，套管7由水容纳非金属中空壳体13围绕。该水容纳壳体包括冷却回路，其具有盘绕的入口管14和盘绕的出口管15。水能够在吸收宽频率范围的辐射。

盘绕的水入口和出口管14、15的另一端连接至用于阳极本体的入口管8的各自T形接头16、17。

在中空壳体中，虽然壳体内的围绕空间也填充有水，冷却回路还包括在入口处连接至管14和在出口处连接至管15的盘绕管18。这是安全特征，由于在壳体损坏可导致泄漏的情况下，较少量的水会泄漏。相反地，流动水完全容纳在管14-18中。这些管可由例如铜等金属制成，以使得其可承受高压而没有泄漏的风险。此外，上述管的直径比管8的直径小得多以限制水流，且可在T形接头16处设置限流器以进一步限制流动通过壳体13。

由于不希望具有足够近的配置使得冷凝形成的湿气聚积，所以中空壳体13在径向上与套管7间隔开。

中空壳体13可由塑料材料制成。

除了本发明的防护磁控管配置之外，本发明还可应用为翻新配置，如果磁控管已经设置有用于阳极本体冷却回路的支架10中，这可特别容易实现。

连续的水流不是必需的。如果需要，管14-18可以省却，从而壳体是填充水但没有任何循环。

当然，可进行变化而不偏离本发明的范围。因此，除了塑料材料，壳体13可由其它非金属材料制成，例如陶瓷材料。在没有流动的情况下，壳体可由放置在一起以围绕套管11的两个半部制成。由于其完全不需要改变阳极本体冷却回路，所以这在翻新配置中是非常有利的。可将诸如盐的添加剂加至水中，从而改变电介质的吸收特性。此外，在壳体中的电介质材料不必需为水，还可使用其它电介质液体。

参考图3至5，第二磁控管包括阳极块19，其通过包括入口管20和出口管的水回路而水冷却，且出口管在图3中被入口管遮住。没有示出容纳天线的陶瓷穹顶，且陶瓷套管引向HT电源接线端，通常被称作侧臂，其由附图标记21示意地示出和指示。与第一磁控管相反，由附图标记22总体指示的非金属水容纳壳体被设置在入口管22和侧臂21之间。水容纳壳体22包括冷却回路，其入口是来自管23，且出口是来自管24。这些管从各阳极冷却入口和出口管分接。

引至水壳体和从水壳体引出的管的直径比引至阳极冷却回路和从阳极冷却回路引出的管窄很多。因此，进入水流具有至阳极冷却回路的低阻抗路径，和至辐射吸收壳体22的高阻抗冷却路径。吸收装置仅需要较少量的冷却，且主要流动是流至阳极块。

参考图4至5，水壳体22具有外22a和内22b壁，来容纳水。高阻抗冷却回路22c是波状形式和圆柱配置形状，从而其可以推入配合在内和外壁22a、22b之间的空间中。该空间填充有水且在顶部以环22d密封。

Claims (11)

1.一种磁控管，包括：

真空外壳；

绝缘套管，所述绝缘套管形成所述真空外壳的部分；

用于所述磁控管阴极的供给线，所述供给线延伸通过所述绝缘套管；和

吸收装置，所述吸收装置吸收通过所述绝缘套管辐射的杂散微波辐射，所述吸收装置包括容纳电介质液体的非金属壳体，且所述壳体围绕所述绝缘套管。

2.如权利要求1所述的磁控管，其中所述绝缘套管在轴向上延伸。

3.如权利要求1所述的磁控管，其中所述绝缘套管是侧臂。

4.如权利要求1至3中任一项所述的磁控管，其中所述壳体包括冷却回路以允许液体流过所述壳体。

5.如权利要求4所述的磁控管，其中所述冷却回路包括在所述壳体内的盘绕管以容纳流动液体。

6.如权利要求4所述的磁控管，其中所述冷却回路包括具有波状的管，该波状包括与所述磁控管的轴线平行且围绕所述壳体的周围延伸的段。

7.如权利要求1至3中任一项所述的磁控管，其中所述电介质液体是水。

8.如权利要求1至3中任一项所述的磁控管，其中所述壳体由塑料材料制成。

9.如权利要求1至3中任一项所述的磁控管，其中所述磁控管包括用于提供主磁场的水冷却电磁体，且单个供给源连接至所述电磁体的冷却回路以及连接至所述壳体的冷却回路。

10.如权利要求1-3中任一项所述的磁控管，其中所述磁控管包括水冷阳极，且单个供给源连接至所述阳极的冷却回路并且连接到所述壳体的冷却回路。

11.如权利要求10所述的磁控管，其中进入水流具有至所述阳极的冷却回路的较低阻抗路径，和至所述壳体的冷却回路的较高阻抗路径。