CN104253006B - 磁控管管芯及磁控管 - Google Patents

Abstract

本发明适用于磁控管结构技术领域，公开了一种磁控管管芯，其包括阳极部件、阴极部件和磁极部件，阴极部件沿阳极部件的纵向轴心方向从阳极部件的底端穿插于所述阳极部件内，所述磁极部件包括上磁极和下磁极，所述上磁极和所述下磁极以非对称形式设于所述阳极部件的顶端和底端。其通过上磁极和下磁极在阳极部件顶端和底端的非对称形式，可有效改善磁场磁力线的分布，从而有效加大工作模式和相邻干扰模式之间的频率间隔，进而有效提高了该磁控管的电磁兼容，即有效抑制了磁控管管芯工作时向外发出不必要的噪音。本发明还提供了一种磁控管，其包括外壳和设于外壳内的散热部件和上述的磁控管管芯，且散热部件设于阳极部件外侧壁与外壳内侧壁之间。

Description

磁控管管芯及磁控管

技术领域

本发明属于磁控管结构技术领域，尤其涉及一种磁控管管芯及具有该磁控管管芯的磁控管。

背景技术

磁控管是产生微波的真空电子管，由于其具有振荡效率高、微波输出功率大等特点，故而，被广泛地用作家用微波炉、工业微波加热设备等微波应用设备的微波发生源。

如图4所示，现有的磁控管包括外壳8〞、设于外壳8〞内的管芯(图中未标号)、设于外壳8〞底端的输入电源7〞和设于外壳8〞内侧壁与管芯外侧壁之间的散热部件6〞，其中管芯包括阳极部件(图中未标号)、阴极部件2〞、输出部件5〞以及形成磁回路的磁极部件(图中未标号)，阳极部件包括阳极筒11〞、叶片12〞、大交连环131〞、小交连环132〞以及天线4〞，天线4〞的一端焊接固定于其中一个叶片12〞上，另一端延伸固定于输出部件5〞上。阴极部件2〞包括边支杆组件(图中未标号)、带有屏蔽帽的中心支杆组件(图中未标号)和呈螺旋状环绕设置于中心支杆组件上的灯丝(图中未标号)。磁极部件包括上磁极31〞和下磁极32〞，上磁极31〞和下磁极32〞呈圆锥状，且上磁极31〞设于阳极筒11〞的顶端，下磁极32〞设于阳极筒11〞的底端。

更具体地，如图4所示，现有技术中，上磁极31〞和下磁极32〞对称设置于阳极筒11〞的顶端和底端，即上磁极31〞和下磁极32〞的大小形状相同，且上磁极31〞的底面到叶片12〞顶部端面的距离与下磁极32〞底面到叶片12〞底部端面的距离相等。例如，对于一种阳极部件的叶片12〞数量为十个的磁控管，其上磁极31〞的底面到叶片12〞顶部端面的距离和下磁极32〞底面到叶片12〞底部端面的距离均为1.3～1.5mm，且上磁极31〞的底面外径和下磁极32〞的底面外径均为9～12mm，这种结构的磁控管仅考虑了对磁控管输出效率的提升问题，而没有充分考虑对于磁控管噪音的抑制，因而在基波(2400～2500MHz)邻近的频带及高次谐波产生了不需要的噪音，导致采用此种高效率磁控管的微波炉不能通过电磁兼容的相关测试。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种磁控管管芯及具有该磁控管管芯的磁控管，其结构简单、成本低，且可有效抑制因磁控管输出效率提升而引起的不必要噪音。

本发明的技术方案是：一种磁控管管芯，包括阳极部件、阴极部件和磁极部件，所述阴极部件沿所述阳极部件的纵向轴心方向从所述阳极部件的底端穿插于所述阳极部件内，所述磁极部件包括上磁极和下磁极，所述上磁极和所述下磁极非对称设于所述阳极部件的顶端和底端。

本发明提供的磁控管管芯，其将上磁极和下磁极呈非对称方式设置于阳极部件的顶端和底端，这样，可有效改善磁场磁力线的分布，以提高磁场和电场的匹配程度，从而有效加大工作模式和相邻干扰模式之间的频率间隔，进而有效提高了该磁控管的电磁兼容性，即有效抑制了磁控管管芯工作时向外发出不必要的噪音。

本发明还提供了一种磁控管，包括外壳、设于所述外壳内的散热部件和上述的磁控管管芯，且所述散热部件设于所述阳极部件外侧壁与所述外壳内侧壁之间。

本发明提供的磁控管，其由于采用了上述的磁控管管芯，故，可有效抑制了由于磁控管输出效率提升而引起的不必要噪音，从而有效提高了采用该磁控管的微波炉的电磁兼容性测试的通过率，进而有效提高了产品的质量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的磁控管管芯的剖面结构示意图；

图2是本发明实施例提供的阳极部件的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的磁控管管芯的结构尺寸示意图；

图4是现有技术提供的磁控管的剖面结构示意图；

图5是本发明实施例提供的振荡基波频谱图；

图6是现有技术提供的振荡基波频谱图；

图7是现有产品和本实施例产品在高次谐波4f的噪声水平对照图；

图8是现有产品和本实施例产品在高次谐波6f的噪声水平对照图；

图9是本发明实施例提供的磁控管结构尺寸与现有技术磁控管的结构尺寸的对比表。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～图3所示，本发明实施例提供的磁控管管芯，其包括阳极部件1、阴极部件2和磁极部件3，阴极部件2沿阳极部件1的纵向轴心方向从阳极部件1的底端穿插于阳极部件1内，磁极部件3包括上磁极31和下磁极32，上磁极31和下磁极32以非对称形式设于阳极部件1的顶端和底端。其根据磁场磁力线的分布规律，使上磁极31和下磁极32以非对称形式设置于阳极筒11的顶端和底端，这样，可有效改变磁场的磁力线分布状况，从而可提高磁场和电场的匹配程度，以使从阴极部件2上发射出的电子的运动速度尽量相同。这样，可有效加大工作模式和相邻干扰模式之间的频率间隔，进而可有效防止磁控管管芯工作时向外发出不必要的噪音。

具体地，阳极部件包括阳极筒11、设于阳极筒11内壁上的叶片12和设于叶片12上的隔离部件13，阴极部件2沿阳极筒11的纵向轴心方向从阳极筒11的底端穿插入阳极筒11内，上磁极31和下磁极32分别设于阳极筒11的顶端和底端。阴极部件2包括边支杆组件(图中未示出)、带有屏蔽帽(图中未标示)的中心支杆组件21和呈螺旋状环绕设置于中心支杆组件21上的灯丝22，中心支杆组件21上屏蔽帽的设置用于有效抑制电子发生轴向散射。中心支杆组件21伸出阳极筒11外的底端与输入电源(图中未示出)连接，阳极筒11的顶端还设有输出部件(图中未示出)，输出部件通过天线4与一个叶片12连接，具体应用中，天线4的一端可通过焊接固定于一个叶片12上。同时，我们知道，减小阳极筒11的直径和相邻叶片12的缝隙，可提高互作用空间的高频场效率，从而使得从阴极部件2发射的电子能更加有效地参与能量交换，进而有效实现输出效率的提升；本发明，相对现有技术而言，其阳极筒11的直径和相邻叶片12之间的间隙均没有改变，故，有效保证了该磁控管管芯的高输出效率。

更具体地，上磁极31和下磁极32均呈锥状，且上磁极31具有从阳极筒11顶端向下延伸的第一底面311，下磁极32具有从阳极筒11底端向上延伸的第二底面321，第一底面311的外径大于第二底面321的外径，且第一底面311到叶片12顶部端面的距离d1大于第二底面321到叶片12底部端面的距离d2。这样，可有效达到使上磁极31和下磁极32呈非对称形式设置于阳极部件1顶端和底端的目的，以有效改变磁场的磁力线分布状况，从而可提高磁场和电场的匹配程度，以使从阴极部件2上发射出的电子的运动速度尽量相同，进而对噪音的产生有很好的预防作用；另外，通过隔离部件13有效加大工作模式和相邻干扰模式之间的频率间隔，从而可有效提高产品的工作稳定性，且其对高次谐波也有较好的抑制作用，进而有效防止磁控管工作时向外发出不必要的噪音。

具体地，上磁极31还具有抵顶于阳极筒11顶端的第一外端面312，下磁极32还具有抵顶于阳极筒11底端的第二外端面322，第一外端面312与第二外端面322之间的距离H为25.5～26.5mm，处于该数据范围内，可有效保证电子在高频场中的能量交换效率，从而可有效提高该磁控管管芯的输出效率。

具体地，如图2所示，叶片12设有十个，且十个叶片12呈放射状均匀分布于阳极筒11的内壁上。可以理解地，叶片12的数量越多，则磁控管管芯的工作频率越高，但其造价成本也越高，故，具体应用中，应根据具体需求及造价成本进行优化设置叶片12的数量。

优选地，十个叶片12的内接圆直径da为8.8～9.2mm，且叶片12朝向阴极部件2的端面到灯丝22的距离为2.1～2.3mm，这样，利于阴极部件2发射出的电子充分与高频场进行能量交换，从而有效提高磁控管管芯的输出效率。作为本发明的一具体优选实施例，十个叶片12的内接圆直径da为9mm。

具体地，第一底面311与叶片12顶部端面之间的距离d1为1.7～2.0mm，第二底面321与叶片12底部端面之间的距离d2为1.3～1.5mm，这样，可使第一底面311到叶片12顶部端面的距离d1比第二底面321到叶片12底部端面的距离d2大，且采用该数值范围，可有效保证电子运动速度的同步性，从而对噪音的产生有很好的预防作用；另外，通过隔离部件13有效加大工作模式和相邻干扰模式之间的频率间隔，从而可有效提高产品的工作稳定性，且其对高次谐波也有较好的抑制作用，进而有效防止磁控管工作时向外发出不必要的噪音。作为本发明的一具体优选实施例，第一底面311与叶片12顶部端面之间的距离d1为1.9mm，第二底面321与叶片12底部端面之间的距离d2为1.5mm。

具体地，第一底面311的外径rp1为第二底面321外径rp2的1.2～1.4倍，这样，可有效改善磁场的磁力线分布，以有效保证电子运动速度的同步性，从而对噪音的产生有很好的预防作用；另外，通过隔离部件13有效加大工作模式和相邻干扰模式之间的频率间隔，从而可有效提高产品的工作稳定性，且其对高次谐波也有较好的抑制作用，进而有效防止磁控管工作时向外发出不必要的噪音。

优选地，第二底面321的外径rp2为11.5±0.5mm，第一底面311的外径rp1为14～16mm。作为本发明的一更具体优选实施例，第二底面321的外径rp2为11.5mm，第一底面311的外径rp1为15.5mm。

具体地，隔离部件13包括间隔设置的大交连环131和小交连环132，大交连环131的内径ri为第一底面311外径的1.1～1.3倍。通过大交连环131和小交连环132的设置，可达到有效加大工作模式和相邻干扰模式之间频率间隔的目的，且当大交连环131的内径ri为第一底面311外径rp1的1.1～1.3倍，使工作模式和相邻干扰模式之间的频率间隔达到合理的范围，从而有效减小了磁控管管芯工作时向外发出不必要噪音的情形发生概率。作为本发明的一更具体优选实施例，第一底面311的外径rp1为15.5mm，大交连环131的内径ri为18.6mm。

优选地，大交连环131与小交连环132之间的间距s为1.0～1.3mm，这样，可使工作模式和相邻干扰模式之间的频率间隔达到合理的范围，从而有效提高该磁控管的电磁兼容性。作为本发明的一具体优选实施例，大交连环131与小交连环132之间的间距s为1.2mm。

本发明还提供了一种磁控管，其包括外壳(图中未示出)、设于外壳内的散热部件(图中未示出)和上述的磁控管管芯，且散热部件设于阳极部件1的阳极筒11外侧壁与外壳内侧壁之间。散热部件的设置，用于及时散发阳极部件1上的热量，从而可保证阳极部件1可正常稳定的工作，进而可有效保证阳极部件1的使用寿命。具体应用中，散热部件可为供冷水流淌的换热水管。其由于采用了上述的磁控管管芯，故，有效抑制了由于磁控管输出效率提升而引起的不必要噪音，从而有效提高了采用该磁控管的微波炉的电磁兼容性测试的通过率，进而有效提高了产品的质量。

具体地，如图9所述，为本发明实施例提供的磁控管结构尺寸与现有技术具有十个叶片12的磁控管的结构尺寸的对比表，本申请人，利用图9中的现有产品和本实施例提供的产品分别作了基波频谱测试和高次谐波噪声水平测试，并得到了图5所示的本发明实施例产品的振荡基波频谱图、图6所示的现有技术产品的振荡基波频谱图、图7所示的现有产品和本实施例产品在高次谐波4f(f为基波频率)的噪声水平对照图及图8所示的现有产品和本实施例产品在高次谐波6f(f为基波频率)的噪声水平对照图。

具体地，图5和图6中的横坐标均表示频率，纵坐标均表示振幅。从图5和图6中，可看出本实施例工作模式下的频率跨度相对现有技术明显变窄，这样，我们可知，本实施例的振荡基波比现有产品的振荡基波明显收窄。从图7和图8中可明显看到本实施例产品在高次谐波4f和6f的噪声水平均低于现有产品在高次谐波4f和6f的噪声水平，这样，我们可知本实施例产品在高次谐波4f和6f的噪声水平相对现有产品的噪声水平均得到了很大的改善。因此，经测试表明，本发明实施例提供的磁控管达到了有效抑制不必要噪音的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种磁控管管芯，包括阳极部件、阴极部件和磁极部件，所述阴极部件沿所述阳极部件的纵向轴心方向从所述阳极部件的底端穿插于所述阳极部件内，所述磁极部件包括上磁极和下磁极，所述阳极部件包括阳极筒、设于所述阳极筒内壁上的叶片和设于所述叶片上的隔离部件，所述阴极部件沿所述阳极筒的纵向轴心方向从所述阳极筒的底端穿插入所述阳极筒内，所述上磁极和所述下磁极分别设于所述阳极筒的顶端和底端；其特征在于：所述磁控管管芯可降低在基波2400～2500MHz邻近频带及高次谐波频带的噪音，所述上磁极和所述下磁极非对称设于所述阳极部件的顶端和底端；所述上磁极和所述下磁极均呈锥状，所述上磁极具有从所述阳极筒顶端向下延伸的第一底面，所述下磁极具有从所述阳极筒底端向上延伸的第二底面，且所述第一底面的外径大于所述第二底面的外径，所述第一底面到所述叶片顶部端面的距离大于所述第二底面到所述叶片底部端面的距离；所述第二底面的外径为11.5±0.5mm，所述第一底面的外径为14～16mm。

2.如权利要求1所述的磁控管管芯，其特征在于：所述第一底面与所述叶片顶部端面之间的距离为1.7～2.0mm，所述第二底面与所述叶片底部端面之间的距离为1.3～1.5mm。

3.如权利要求1或2所述的磁控管管芯，其特征在于：所述第一底面的外径为所述第二底面的外径的1.2～1.4倍。

4.如权利要求1至2任一项所述的磁控管管芯，其特征在于：所述隔离部件包括间隔设置的大交连环和小交连环，所述大交连环的内径为所述第一底面外径的1.1～1.3倍。

5.如权利要求4所述的磁控管管芯，其特征在于：所述大交连环与所述小交连环之间的间距为1.0～1.3mm。

6.如权利要求1所述的磁控管管芯，其特征在于：所述叶片设有十个，且十个所述叶片呈放射状均匀分布于所述阳极筒的内壁上。

7.如权利要求6所述的磁控管管芯，其特征在于：所述十个叶片的内接圆直径为8.8～9.2mm。

8.一种磁控管，包括外壳和设于所述外壳内的散热部件，其特征在于：还包括如权利要求1至7任一项所述的磁控管管芯，且所述散热部件设于所述阳极部件外侧壁与所述外壳内侧壁之间。