CN107610992B - 双向射频信号放大行波管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双向射频信号放大行波管，其包括电子收发器，所述电子收发器包括电子发射组件和收集极组件，所述电子收发器置于高频电路两端；所述电子发射组件包括：发射电子的阴极和提供聚焦电压的控制极部件；所述收集极组件置于电子发射组件的电子注出口与高频互作用电路之间，所述收集极组件包括接收极，所述接收极在电子收发器工作于发射状态时作为电子发射组件的阳极。本发明所述的双向行波管，其电子束在高频电路内既可以正向运动，实现射频功率进行正向放大，也可以控制电子束在高频电路内反向运动，实现射频功率进行反向放大。能够使雷达、通讯、电子对抗设备减少天线开关系统，促进信息处理设备的小型化，降低其生产成本，提高性能。

Description

双向射频信号放大行波管

技术领域

本发明涉及一种微波电器件，具体来说涉及一种微波电真空器件。

背景技术

在雷达、通信和对抗射频系统中都有收发问题，一般传统应用使收发共用一个天线系统，收发分时工作，通过大功率开关实现收发转换和隔离，

一般大功率开关是用机械开关或收发微波气体放电开关管及环形器等微波大功率器件组成，由于大功率机械开关频率带宽窄，响应时间慢；收发微波气体放电开关频率带宽窄、漏功率大，寿命短；大功率环形器频率窄，隔离度差等缺陷限制雷达等系统性能，而且上述开关设备组成复杂、成本高、体积大。基于此原因，在一个放大器实现大功率放大器和天线放大器的功能，进而弃用大功率开关、收发微波气体放电开关等制约射频系统性能射频器件，使射频系统频率范围更宽，收发转换更快，漏功率更小，寿命更长，设备组成更简单，成本更低，可靠性更高，体积更小。因此，收发功率放大器研制是亟待解决的问题。

发明内容

鉴于上述原因，本发明提供一种双向射频信号放大行波管，以解决上述问题。本发明的技术方案是：一种双向射频信号放大行波管，包括电子收发器，所述电子收发器包括电子发射组件和收集极组件，所述电子收发器置于高频电路两端；所述电子发射组件包括：发射电子的阴极和提供聚焦电压的控制极部件；所述收集极组件置于电子发射组件的电子注出口与高频互作用电路之间，所述收集极组件包括接收极，所述接收极在电子收发器工作于发射状态时作为电子发射组件的阳极。

所述的一种双向射频信号放大行波管，所述接收极靠近电子发射组件的电子注出口端的电子注通道口径小于接收极中间部位的电子注通道口径。

所述的一种双向射频信号放大行波管，所述接收极靠近高频互作用电路端的电子注通道口径小于接收极中间部位的电子注通道口径。

所述的一种双向射频信号放大行波管，所述收集极组件还包括收集极外套筒、引线组件、置于收集极外套筒和接收极之间的陶瓷环，所述陶瓷环封接在接收极外部，所述收集极外套筒封接在陶瓷环外部，所述引线组件穿过陶瓷环和收集极外套后电连接接收极；所述电子发射组件还包括外热屏筒、内热屏筒、控制极支架、连接筒、阴极支架、引线筒、阴极引线、第一陶瓷环、第二陶瓷环、第三陶瓷环和发射极外套筒；所述内热屏筒封接于阴极外部，所述外热屏筒封接于内热屏筒外部，所述阴极引线从阴极引出，所述引线筒封接于阴极引出端外部，所述第一陶瓷环封接于引线筒外部，所述阴极支架封接于第一陶瓷环外部，所述第二陶瓷环封接于阴极支架外部，所述连接筒封接于第二陶瓷环外部，所述控制极部件置于阴极发射端的外缘，所述控制极支架电连接连接筒和控制极部件，并封接于连接筒和控制极部件外部，所述控制极支架外部封接第三陶瓷环，第三陶瓷环外部封接收集极外套筒。

所述的一种双向射频信号放大行波管，所述控制极部件还包括阴栅组件和控栅组件，所述控栅组件置于阴极的电子发射面前端部，所述阴栅组件置于阴极的电子发射面和控栅组件之间，所述控栅组件包括控制极和第一栅极，所述阴栅组件包括第二栅极和栅极支架；

所述电子发射组件包括外热屏筒、内热屏筒、过渡件、控制极支架、阴极支架、阴极支座、引线筒、密封盖、阴极引线、第五陶瓷环、第六陶瓷环、第七陶瓷环、第四陶瓷环和发射极外套筒，所述第五陶瓷环封接于引线筒和阴极支架之间，所述第六陶瓷环封接于控制极支架和阴极支架之间，所述第七陶瓷环封接于控制极支架和发射极外套筒之间，所述第四陶瓷环封接于引线筒的靠近第五陶瓷环的端面；所述内热屏筒封接于阴极外部，所述外热屏筒置于内热屏筒外部，所述外热屏筒和内热屏筒之间通过过渡件封接在一起，外热屏筒和阴栅组件封接于阴极支座上，所述阴极支座封接于阴极支架上，所述阴极引线从阴极引出，阴极引线与阴极相对的一端封接于密封盖上，所述密封盖与引线筒封接在一起；所述控栅组件封接于控制极支架上。

所述的一种双向射频信号放大行波管，所述收集极组件可以包括多个接收极及与接收极数量相对应的引线组件。

所述的一种双向射频信号放大行波管，所述封接是焊接方式。

本发明所述的双向射频功率放大行波管，在高频电路两端分别装配电子收发器，利用系统分时工作条件，控制电子收发器的电子发射和电子接收，实现高频电路电子束的正向传输或者反向传输，进而实现射频功率的正向放大或者反向放大。本发明能够促进系统减小体积，降低成本，提高性能。。采用本发明所述的双向射频信号放大行波管能够使雷达、通讯、电子对抗设备减少天线开关系统，促进信息处理设备的小型化，降低其生产成本，提高性能。

附图说明

图1 现有行波管工作原理图；

图2 双向射频信号放大行波管工作原理图；

图3 实施例一所述的电子收发器结构示意图；

图4 实施例二所述的电子收发器结构示意图；

图5实施例三所述的电子收发器结构示意图；

图6 控栅组件结构示意图；

图7 阴栅组件结构示意图；

图8 实施例一所述的双向射频信号放大行波管结构示意图；

图9 实施例二所述的双向射频信号放大行波管结构示意图；

图10实施例三所述的双向射频信号放大行波管结构示意图。

图中：1—电子发射组件；2—收集极组件；3—阴极；4—控制极部件；5—电子注出口；6—接收极；7—电子注通道口径；8—收集极外套筒；9—引线组件；10—陶瓷环；11—外热屏筒；12—内热屏筒；13—控制极支架；14—连接筒；15—阴极支架；16—引线筒；17—阴极引线；18—第一陶瓷环；19—第二陶瓷环；20—第三陶瓷环；21—发射极外套筒；22—阴栅组件；23—控栅组件；24—控制极；25—第一栅极；26—第二栅极；27—栅极支架；28—过渡件；29—阴极支座；30—密封盖；31—第四陶瓷环；32—第五陶瓷环；33—第六陶瓷环；34—第七陶瓷环；35—电子收发器；36—高频电路。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述：

实施例一

图8为本发明实施例一所示的双向射频信号放大行波管，图3所示为其包括电子收发器，所述电子收发器包括电子发射组件和收集极组件，所述电子发射组件包括：发射电子的阴极和提供聚焦电压的控制极部件，所述收集极组件置于电子发射组件的电子注出口与高频互作用电路之间，所述收集极组件包括接收极，所述接收极在电子收发器工作于发射状态时作为电子发射组件的阳极。所述收集极组件，其接收极靠近电子发射组件的电子注出口端的电子注通道口径小于接收极中间部位的口径；其接收极靠近高频互作用电路端的电子注通道口径也小于接收极中间部位的口径。

所述收集极组件还包括收集极外套筒、引线组件、置于收集极外套筒和接收极之间的陶瓷环，所述陶瓷环焊接在接收极外部，所述收集极外套筒焊接在陶瓷环外部，所述引线组件穿过陶瓷环和收集极外套后电连接接收极；所述电子发射组件还包括外热屏筒、钽金属材料加工制备的内热屏筒、控制极支架、连接筒、阴极支架、引线筒、阴极引线、第一陶瓷环、第二陶瓷环、第三陶瓷环和发射极外套筒；所述内热屏筒焊接于阴极外部，所述外热屏筒焊接于内热屏筒外部，所述阴极引线从阴极引出，所述引线筒焊接于阴极引出端外部，所述第一陶瓷环焊接于引线筒外部，所述阴极支架焊接于第一陶瓷环外部，所述第二陶瓷环焊接于阴极支架外部，所述连接筒焊接于第二陶瓷环外部，所述控制极部件置于阴极发射端的外缘，所述控制极支架电连接连接筒和控制极部件，并套装于连接筒和控制极部件外部，所述控制极支架外部焊接第三陶瓷环，第三陶瓷环外部焊接发射极外套筒。

实施例二

图9为本发明实施例二所示的双向射频信号放大行波管，图4所示为其包括电子收发器，所述电子收发器包括电子发射组件和收集极组件，所述电子发射组件包括：发射电子的阴极和提供聚焦电压的控制极；所述收集极组件置于电子发射组件的电子注出口与高频互作用电路之间，所述收集极组件包括3个接收极，所述接收极在电子收发器工作于发射状态时作为电子发射组件的阳极。所述收集极组件，其接收极靠近电子发射组件的电子注出口端的电子注通道口径小于接收极中间部位的口径；其接收极靠近高频互作用电路端的电子注通道口径也小于接收极中间部位的口径。

所述收集极组件还包括收集极外套筒、3个引线组件、置于收集极外套筒和接收极之间的陶瓷环，所述陶瓷环焊接在接收极外部，所述收集极外套筒焊接在陶瓷环外部，所述引线组件穿过陶瓷环和收集极外套后电连接接收极；所述电子发射组件还包括外热屏筒、内热屏筒、控制极支架、连接筒、阴极支架、引线筒、阴极引线、第一陶瓷环、第二陶瓷环、第三陶瓷环和发射极外套筒；所述内热屏筒焊接于阴极外部，所述外热屏筒焊接于内热屏筒外部，所述阴极引线从阴极引出，所述引线筒焊接于阴极引出端外部，所述第一陶瓷环焊接于引线筒外部，所述阴极支架焊接于第一陶瓷环外部，所述第二陶瓷环焊接于阴极支架外部，所述连接筒焊接于第二陶瓷环外部，所述控制极置于阴极发射端的外缘，所述控制极支架电（是否要电连接）连接连接筒和控制极部件，并套装于连接筒和控制极部件外部，所述控制极支架外部焊接第三陶瓷环，第三陶瓷环外部焊接发射极外套筒。

实施例三

图10为本发明实施例三所示的双向射频信号放大行波管，图5所示为其包括电子收发器，所述电子收发器包括电子发射组件和收集极组件，所述电子发射组件包括：发射电子的阴极、提供聚焦电压的控制极部件，所述控制极部件包括控栅组件和阴栅组件，所述控栅组件置于阴极的电子发射面前端部，所述阴栅组件置于阴极的电子发射面和控栅组件之间。所述控栅组件包括控制极和第一栅极，所述阴栅组件包括第二栅极和栅极支架；所述收集极组件置于电子发射组件的电子注出口与高频互作用电路之间，所述收集极组件包括3个接收极，所述接收极在电子收发器工作于发射状态时作为电子发射组件的阳极。所述收集极组件，其接收极靠近电子发射组件的电子注出口端的电子注通道口径小于接收极中间部位的口径；其接收极靠近高频互作用电路端的电子注通道口径也小于接收极中间部位的口径。

所述收集极组件还包括收集极外套筒、3个引线组件、置于收集极外套筒和接收极之间的陶瓷环，所述陶瓷环焊接在接收极外部，所述收集极外套筒焊接在陶瓷环外部，所述引线组件穿过陶瓷环和收集极外套与接收极电连接；所述电子发射组件包括外热屏筒、内热屏筒、过渡件、控制极支架、阴极支架、阴极支座、引线筒、密封盖、阴极引线、第五陶瓷环、第六陶瓷环、第七陶瓷环、第四陶瓷环和发射极外套筒，所述第五陶瓷环封接于引线筒和阴极支架之间，所述第六陶瓷环封接于控制极支架和阴极支架之间，所述第七陶瓷环封接于控制极支架和外套筒之间，所述第四陶瓷环封接于引线筒的靠近第五陶瓷环的端面；所述内热屏筒封接于阴极外部，所述外热屏筒置于内热屏筒外部，所述外热屏筒和内热屏筒之间通过过渡件封接在一起，外热屏筒和阴栅组件封接于阴极支座上，所述阴极支座封接于阴极支架上，所述阴极引线从阴极引出，阴极引线与阴极相对的一端封接于密封盖上，所述密封盖与引线筒封接在一起；所述控栅组件封接于控制极支架上。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双向射频信号放大行波管，其特征在于，所述双向射频信号放大行波管包括电子收发器，所述电子收发器包括电子发射组件和收集极组件，所述电子收发器置于高频电路两端，利用系统分时工作条件，控制电子收发器的电子发射和电子接收，实现高频电路电子束的正向传输或者反向传输；所述电子发射组件包括：发射电子的阴极和提供聚焦电压的控制极部件；所述收集极组件置于电子发射组件的电子注出口与高频互作用电路之间，所述收集极组件包括接收极，所述接收极在电子收发器工作于发射状态时作为电子发射组件的阳极。

2.如权利要求1所述的一种双向射频信号放大行波管，其特征在于，

所述接收极靠近电子发射组件的电子注出口端的电子注通道口径小于接收极中间部位的电子注通道口径。

3.如权利要求2所述的一种双向射频信号放大行波管，其特征在于，

所述接收极靠近高频互作用电路端的电子注通道口径小于接收极中间部位的电子注通道口径。

4.如权利要求3所述的一种双向射频信号放大行波管，其特征在于，所述收集极组件还包括收集极外套筒、引线组件、置于收集极外套筒和接收极之间的陶瓷环，所述陶瓷环封接在接收极外部，所述收集极外套筒封接在陶瓷环外部，所述引线组件穿过陶瓷环和收集极外套筒后与接收极电连接；所述电子发射组件还包括外热屏筒、内热屏筒、控制极支架、连接筒、阴极支架、引线筒、阴极引线、第一陶瓷环、第二陶瓷环、第三陶瓷环和发射极外套筒；所述内热屏筒封接于阴极外部，所述外热屏筒封接于内热屏筒外部，所述阴极引线从阴极引出，所述引线筒封接于阴极引出端外部，所述第一陶瓷环封接于引线筒外部，所述阴极支架封接于第一陶瓷环外部，所述第二陶瓷环封接于阴极支架外部，所述连接筒封接于第二陶瓷环外部，所述控制极部件置于阴极发射端的外缘，所述控制极支架电连接连接筒和控制极部件，并封接于连接筒和控制极部件外部，所述控制极支架外部封接第三陶瓷环，第三陶瓷环外部封接收集极外套筒。

5.如权利要求3所述的一种双向射频信号放大行波管，其特征在于，所述控制极部件还包括阴栅组件和控栅组件，所述控栅组件置于阴极的电子发射面前端部，所述阴栅组件置于阴极的电子发射面和控栅组件之间，所述控栅组件包括控制极和第一栅极，所述阴栅组件包括第二栅极和栅极支架；

所述电子发射组件包括外热屏筒、内热屏筒、过渡件、控制极支架、阴极支架、阴极支座、引线筒、密封盖、阴极引线、第五陶瓷环、第六陶瓷环、第七陶瓷环、第四陶瓷环和发射极外套筒，所述第五陶瓷环封接于引线筒和阴极支架之间，所述第六陶瓷环封接于控制极支架和阴极支架之间，所述第七陶瓷环封接于控制极支架和发射极外套筒之间，所述第四陶瓷环封接于引线筒的靠近第五陶瓷环的端面；所述内热屏筒封接于阴极外部，所述外热屏筒置于内热屏筒外部，所述外热屏筒和内热屏筒之间通过过渡件封接在一起，外热屏筒和阴栅组件封接于阴极支座上，所述阴极支座封接于阴极支架上，所述阴极引线从阴极引出，阴极引线与阴极相对的一端封接于密封盖上，所述密封盖与引线筒封接在一起；所述控栅组件封接于控制极支架上。

6.如权利要求4或5所述的一种双向射频信号放大行波管，其特征在于，所述收集极组件包括多个接收极及与接收极数量相对应的引线组件。

7.如权利要求6所述的一种双向射频信号放大行波管，其特征在于，所述封接是焊接方式。