CN110007139B - 返波管振荡微波信号频率和功率同时测试的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开返波管振荡微波信号频率和功率同时测试的方法，包括：步骤1，将返波管在真空烘烤炉内进行除气得到A；步骤2，对A的输出电极锡焊导线，通过不同颜色的导线色标来区分返波管的不同的输出电极得到B；步骤3，将B的电子枪陶瓷部位均匀涂覆硅橡胶后静放不少于24小时，再进行绝缘硅橡胶的灌封并静放不少于12小时得到C；步骤4，将磁系统固定支架安装在C上得到D1，再将D1安装在磁系统中得到D2，将D2安装在三轴向调整工装上并将连接部位紧固得到D。本发明能同时测量返波管在工作时的振荡频率和振荡功率。

Description

返波管振荡微波信号频率和功率同时测试的方法
技术领域
本发明涉及电真空微波器件的技术领域，具体地，涉及返波管振荡微波信号频率和功率同时测试的方法。
背景技术
最近几年，太赫兹技术发展受到特别的关注，而返波管正是振荡产生太赫兹频率的微波振荡源，因为它在国防、民用和科学研究上具有重要的应用前景，据了解，太赫兹技术的潜在应用包括高数据率通信、隐藏武器的探测、高分辨率成像、深空探测、医学诊断和材料研究等。
目前，国家相关科研单位在太赫兹技术的研究方面主要围绕太赫兹源、太赫兹探测和太赫兹应用研究三大部分内容展开，但最大的困扰还是没有高功率便携式连续可调的成本较低的THz发射源。
发明内容
本发明的目的是提供一种返波管振荡微波信号频率和功率同时测试的方法，该返波管振荡微波信号频率和功率同时测试的方法能同时测量返波管在工作时的振荡频率和振荡功率。
为了实现上述目的，本发明提供了一种返波管振荡微波信号频率和功率同时测试的方法，该方法包括：
步骤1，将返波管在真空烘烤炉内进行除气得到A；
步骤2，对A的输出电极锡焊导线，通过不同颜色的导线色标来区分返波管的不同的输出电极得到B；
步骤3，将B的电子枪陶瓷部位均匀涂覆硅橡胶后静放不少于24小时，再进行绝缘硅橡胶的灌封并静放不少于12小时得到C；
步骤4，将磁系统固定支架安装在C上得到D1，再将D1安装在磁系统中得到D2，将D2安装在三轴向调整工装上并将连接部位紧固得到D；
步骤5，通过供电电源给返波管进行供电，通过调整三轴向调整工装上不同轴向的旋钮来改变返波管在磁系统中的位置，使得返波管产生且达到最佳的振荡微波信号；
步骤6，返波管振荡工作后的一部分振荡信号通过第一耦合器后将信号输入给功率计，再通过第二耦合器后将信号输入给频谱仪，剩余信号被负载吸收。
优选地，在步骤1中，将真空烘烤炉的加热方式如下：
步骤11，将真空烘烤炉持续加热5小时，加热至200℃；
步骤12，将真空烘烤炉持续加热12小时，加热至420℃；
步骤13，将真空烘烤炉的温度在420℃情况下持续10小时；
步骤14，将真空烘烤炉的温度持续冷却3小时，冷却至300℃；
步骤15，将真空烘烤炉的温度持续冷却5小时，冷却至25℃。
优选地，在步骤3中，将B的电子枪陶瓷部位均匀涂覆0.5-1mm的硅橡胶。
优选地，在步骤6中，通过电源部分给返波管进行供电。
优选地，在步骤6中，通过水冷系统对返波管进行散热。
优选地，在步骤4中，用螺丝将连接部位紧固得到D。
根据上述技术方案，本发明通过简单的热测系统搭建、太赫兹微波功率计和频谱仪(含太赫兹扩频模块)并按照设计的连接方法就可以测量返波管工作在不同的阴极电压下其振荡频率和振荡功率的状态参数。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是说明本发明的一种真空烘烤时间温度曲线图；
图2是说明本发明的一种锡焊及导线色标示意图；
图3a是说明本发明的封装工装的结构示意图；
图3b是说明本发明的封装工装的结构示意图；
图4是说明本发明的三轴向调整工装的结构示意图；
图5是说明本发明的返波管功率—频率测试框图；
图6是说明本发明的返波管供电原理图。
附图标记说明
4 X轴向调节旋钮
5 Y轴向调节旋钮
6 Z轴向调节旋钮
7 绿色灯丝负极引线
8 棕色灯丝负极引线
9 黄色阴极引线
10 灯丝
11 阴极
12 阳极
13 阴极发射面
14 发射电子
15 阳极孔
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上下左右”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
本发明提供一种同时进行返波管振荡微波信号频率和功率测试的方法，包括以下步骤：
1，将返波管在真空烘烤炉内进行除气，按照图1中的时间—温度曲线进行真空烘烤并打开分子泵及离子泵进行除气；
2，对烘烤除气后的返波管的输出电极锡焊导线，通过不同颜色的导线色标来区分返波管不同的输出电极锡焊及导线色标如图2；
3，将锡焊高压导线后的返波管电子枪陶瓷部位均匀涂覆(0.5～1)mm的703硅橡胶后静放不少于24小时，通过灌封工装(如图3)再进行绝缘硅橡胶的灌封并静放不少于12小时；
4，将磁系统固定支架安装在灌封后的返波管上，再将返波管安装在磁系统中，将连同返波管的磁系统安装在三轴向调整工装上并用大小合适的螺丝将连接部位紧固；
5，通过供电电源给返波管进行供电，通过调整工装(如图4)上不同轴向的旋钮来改变返波管在磁系统中的位置，使得返波管产生且达到最佳的振荡微波信号。
6，按照返波管功率—频率测试框图(如图5)的方法搭建返波管热测系统。其中：电源部分给返波管进行供电工作(供电原理如图6)；水冷系统保证返波管工作过程中的散热需求；返波管振荡工作后的一部分振荡信号通过耦合器1、耦合器2中的耦合出口将信号输入给功率计和频谱仪，剩余信号直通过耦合器后被负载吸收。在图6中，U1为灯丝电源，U2为辅助加热电源，U3为阴极电源。
本发明的优点在于：通过简单的热测系统搭建、太赫兹微波功率计和频谱仪(含太赫兹扩频模块)并按照图5的连接方法就可以测量返波管工作在不同的阴极电压下其振荡频率和振荡功率的状态参数。
实施例1
真空炉内烘烤除气：将返波管的排管安装并通过螺口压紧在排气台的排气通道上，降下排气台钟罩。按照图1的时间—温度曲线进行真空烘烤并打开分子泵及离子泵进行除气；
高压导线焊接：对烘烤除气后的返波管的输出电极锡焊导线，通过不同颜色的导线色标来区分返波管不同的输出电极锡焊及导线色标如图2；
绝缘灌封：将锡焊高压导线后的返波管电子枪陶瓷部位均匀涂覆(0.5～1)mm的703硅橡胶后静放不少于24小时，通过灌封工装(如图3)再进行绝缘硅橡胶的灌封并静放不少于12小时；
磁系统安装并固定调整工装：将磁系统固定支架安装在灌封后的返波管上，再将返波管安装在磁系统中，将连同返波管的磁系统安装在三轴向调整工装上并用大小合适的螺丝将连接部位紧固；
微波振荡频率和振荡功率：通过供电电源给返波管进行供电，通过调整工装(如图4)上不同轴向的旋钮来改变返波管在磁系统中的位置，调整出返波管最佳的振荡微波信号。按照图5的连接方法搭建热测系统，通过电源部分给返波管供电工作，调节阴极电压当达到振荡管的起振电压时其振荡信号通过第一耦合器(附图中为耦合器1，耦合出口1)、第二耦合器(附图中为耦合器2，耦合出口2)、负载，功率计、频谱仪可以同时检测到在不同阴极电压下的振荡频率和振荡功率。
下图为两种型号的返波管分别在实验室内同时测量振荡功率和振荡频率得到的数据汇总：
Figure GDA0002821075710000061
*阴极电压为对地电压。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种返波管振荡微波信号频率和功率同时测试的方法，其特征在于，该方法包括：
步骤1，将返波管在真空烘烤炉内进行除气得到A；
步骤2，对A的输出电极锡焊导线，通过不同颜色的导线色标来区分返波管的不同的输出电极得到B；
步骤3，将B的电子枪陶瓷部位均匀涂覆硅橡胶后静放不少于24小时，再进行绝缘硅橡胶的灌封并静放不少于12小时得到C；
步骤4，将磁系统固定支架安装在C上得到D1，再将D1安装在磁系统中得到D2，将D2安装在三轴向调整工装上并将连接部位紧固得到D；
步骤5，通过供电电源给返波管进行供电，通过调整三轴向调整工装上不同轴向的旋钮来改变返波管在磁系统中的位置，使得返波管产生且达到最佳的振荡微波信号；
步骤6，返波管振荡工作后的一部分振荡信号通过第一耦合器后将信号输入给功率计，再通过第二耦合器后将信号输入给频谱仪，剩余信号被负载吸收。
2.根据权利要求1所述的返波管振荡微波信号频率和功率同时测试的方法，其特征在于，在步骤1中，将真空烘烤炉的加热方式如下：
步骤11，将真空烘烤炉持续加热5小时，加热至200℃；
步骤12，将真空烘烤炉持续加热12小时，加热至420℃；
步骤13，将真空烘烤炉的温度在420℃情况下持续10小时；
步骤14，将真空烘烤炉的温度持续冷却3小时，冷却至300℃；
步骤15，将真空烘烤炉的温度持续冷却5小时，冷却至25℃。
3.根据权利要求1所述的返波管振荡微波信号频率和功率同时测试的方法，其特征在于，在步骤3中，将B的电子枪陶瓷部位均匀涂覆0.5-1mm的硅橡胶。
4.根据权利要求1所述的返波管振荡微波信号频率和功率同时测试的方法，其特征在于，在步骤6中，通过电源部分给返波管进行供电。
5.根据权利要求1所述的返波管振荡微波信号频率和功率同时测试的方法，其特征在于，在步骤6中，通过水冷系统对返波管进行散热。
6.根据权利要求1所述的返波管振荡微波信号频率和功率同时测试的方法，其特征在于，在步骤4中，用螺丝将连接部位紧固得到D。
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