CN110752132B - 一种耦合腔行波管输能结构及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耦合腔行波管输能结构及装配方法，它包括：内导体（1），焊接在内导体（1）外的窗瓷（2），焊接在窗瓷（2）下端的封接环（3）、焊接在封接环（3）下端的外导体（5），套在封接环（3）和外导体（5）外的固紧螺套（4）；内导体（1）的下端穿过窗瓷（2）、封接环（3）和外导体（5）后插入在波导盖板（12）开设的天线槽内，天线槽中放置有圆天线（11），内导体（1）的下端穿过圆天线（11）后固定在天线槽内；外导体（5）下端与阻抗变换器（7）接触面沿圆周一圈铆紧后，与阻抗变换器（7）焊接。本发明结构气密性良好、可靠性高，焊接前后冷驻波比变化较小，可有效保证行波管对驻波比的使用要求。

Description

一种耦合腔行波管输能结构及其装配方法

技术领域

本发明涉及一种行波管用的电子器件，具体涉及一种耦合腔行波管输能结构及其装配方法。

背景技术

行波管是一种靠调制电子注的速度来实现放大功能的微波电子管，行波管的特点是频带宽、增益高、动态范围大和噪声低，因此现代行波管已成为军事雷达、军事电子对抗、中继通信、卫星通信、电视直播卫星、导航、遥感、遥控、遥测等电子设备的重要微波电子器件。

在行波管中，电子枪、输能系统、高频电路、收集极等部件装配焊接的可靠性严重影响着行波管的气密性及电性能，常规结构的部件可采用通用的装配焊接方式来保证可靠性。但对于有特殊形状及结构的部件，需采用专门的装配步骤和焊接顺序，否则部件的可靠性无法满足行波管的使用要求。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种耦合腔行波管输能结构及其装配焊接方法，是针对耦合腔行波管中同轴转波导输能结构的装配焊接方法，使焊接后输能系统气密性良好且冷驻波比相对焊接前无明显变化，具有冷驻波比小、工作频带宽、占用空间小等特点。

技术方案：为了实现以上目的，本发明所采取的技术方案为:

一种耦合腔行波管输能结构，它包括：内导体，焊接在内导体外的窗瓷，焊接在窗瓷下端的封接环、焊接在封接环下端的外导体，套在封接环和外导体外的固紧螺套；

所述的内导体的下端穿过窗瓷、封接环和外导体后插入在波导盖板开设的天线槽内，天线槽中放置有圆天线，内导体的下端穿过圆天线后固定在天线槽内；

所述的外导体下端与阻抗变换器接触面沿圆周一圈铆紧后，与阻抗变换器焊接；

所述的波导盖板上焊接有过渡腔环，并通过定位杆定位；

所述的阻抗变换器与波导盖板之间铆接有第一短路块和第二短路块，并且第一短路块和第二短路块与阻抗变换器与波导盖板的接触面焊接。

一种耦合腔行波管输能结构的装配方法，其包括以下步骤：

步骤a：先将封接环放置在第一焊接模具内，然后将窗瓷套在内导体外，将窗瓷放置在封接环上，并使内导体下端穿过封接环后插入第一焊接模具内；然后在第一焊接模具上套上第二焊接模具，第二焊接模具套在窗瓷外周；然后在内导体、封接环与窗瓷之间采用银钎焊方式进行焊接，装配得到窗组合部件；

步骤b：将外导体放置在第三焊接模具内，然后在步骤a的窗组合部件放置在外导体上，并在窗组合部件外套上第四焊接模具；然后用钯银铜钎焊方式将外导体与封接环之间进行焊接，得到外导体组合部件；

步骤c：先在波导盖板内开设天线槽，然后将波导盖板放置在第五焊接模具内，然后将阻抗变换器放置在波导盖板上，并在波导盖板上套上第六焊接模具，然后采用银铜钎焊方式将阻抗变换器与波导盖板进行焊接；得到波导组合(a)；

步骤d：在波导组合(a)的天线槽中放银铜焊料片后，将圆天线放入天线槽中，再将固紧螺套套入步骤b的外导体组合部件的封接环和外导体外，并使外导体组合中的内导体的底端穿过圆天线并将其焊接固定在天线槽中，并将外导体下端与阻抗变换器接触面沿圆周一圈铆紧后，与阻抗变换器焊接；

步骤e：将过渡腔环通过定位杆定位后，焊接在波导盖板上；将第一短路块和第二短路块与波导组合(a)之间的接触面四周铆紧，并采用银铜钎焊方式进行焊接，装配得到耦合腔行波管输能结构。

本发明通过大量实验筛选出上述装配焊接步骤和顺序：

由于本发明所装配焊接的同轴转波导输能结构的特殊性，无法一次焊接成型，一次焊接成型会造成同轴转波导输能结构的冷驻波比前后变化大，无法满足行波管的对冷驻波比的使用要求，因此需要进行分步焊接。由于后三步采用相同的银铜钎焊，焊接次数越多，焊接部位反复受热膨胀，其气密性受到影响，因此需将分步焊接控制在一定次数内，使零件尽可能减少反复受热膨胀，确保焊接部位的气密性。

第一步和第二步的焊接，分别采用银钎焊和钯银铜钎焊，是由于钯银铜焊料比银焊料熔点低，在第二步钯银铜焊接时保证了第一步所焊接的部位不受影响；第三步装配焊接主要是根据波导结构设计的特殊性，将两个零件组合成完整的波导组合。

第四步、第五步装配焊接为本发明的核心步骤，影响着整个结构的气密性、牢固性和冷驻波比特性。在第四步焊接圆天线时，由于内部空间小(间隙一般仅为2.45mm)，无法利用模具固定圆天线，因此通过第四步的装配技巧，用外导体组合中的内导体底端穿过圆天线，并利用零件间的紧密配合将圆天线固定在波导组合的天线槽中，保证了焊接后圆天线的牢固和位置不偏移，使冷驻波比相对焊接前无明显变化。第五步焊接第一短路块、第二短路块时，考虑到尽量减少焊接次数，将第一短路块、第二短路块一次焊接到位，采用第一短路块、第二短路块与波导组合接触面四周铆紧的技巧，可保证焊接后第一、第二短路块的牢固和位置不偏移，使冷驻波比相对焊接前无较大变化。

以上五个装配焊接步骤存在递进关系，使每一步焊接对前一步影响较小，确保最终同轴转波导输能结构的气密性良好、可靠性高，焊接后冷驻波比变化较小。

有益效果：本发明提供的耦合腔行波管输能结构及其装配方法与现有技术相比具有以下优点：

本发明通过合理选择五个装配焊接步骤，成功焊接出了同轴转波导输能结构，该结构气密性良好、可靠性高，焊接前后冷驻波比变化较小，可有效保证行波管对驻波比的使用要求。同轴转波导输能结构已成功应用于X波段大功率耦合腔行波管中，整管的耐冲击、耐振动良好，系统阻抗匹配较好，且整管的工作带宽、脉冲输出功率、工作比等各项性能指标均满足项目要求。

附图说明

图1为本发明提供的耦合腔行波管输能结构的结构示意图。

图2为本发明装配方法中步骤a组装时的结构示意图。

图3为本发明步骤a窗组合部件结构示意图。

图4为本发明装配方法中步骤b组装时的结构示意图。

图5为本发明步骤b外导体组合部件的结构示意图。

图6为本发明装配方法中步骤c组装时的结构示意图。

图7为本发明步骤c波导组合(a)的结构示意图。

图8为本发明装配方法中步骤d组装时的结构示意图。

图9为本发明装配方法中步骤e组装时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

如图1所示，一种耦合腔行波管输能结构，它包括：内导体1，焊接在内导体1外的窗瓷2，焊接在窗瓷2下端的封接环3、焊接在封接环3下端的外导体5，套在封接环3和外导体5外的固紧螺套4；

所述的内导体1的下端穿过窗瓷2、封接环3和外导体5后插入在波导盖板12开设的天线槽内，天线槽中放置有圆天线11，内导体1的下端穿过圆天线11后固定在天线槽内；

所述的外导体5下端与阻抗变换器7接触面沿圆周一圈铆紧后，与阻抗变换器7焊接；

所述的波导盖板12上焊接有过渡腔环8，并通过定位杆定位；

所述的阻抗变换器7与波导盖板12之间铆接有第一短路块9和第二短路块10，并且第一短路块9和第二短路块10与阻抗变换器7与波导盖板12的接触面焊接。

实施例2

如图2至图9，耦合腔行波管输能结构的装配方法，包括以下步骤：

步骤a：先将封接环3放置在第一焊接模具13内，然后将窗瓷2套在内导体1外，将窗瓷2放置在封接环3上，并使内导体1下端穿过封接环3后插入第一焊接模具13内；然后在第一焊接模具13上套上第二焊接模具14，第二焊接模具14套在窗瓷2外周；然后在内导体1、封接环3与窗瓷2之间采用银钎焊方式进行焊接，装配得到窗组合部件；

步骤b：将外导体5放置在第三焊接模具15内，然后在步骤a的窗组合部件放置在外导体5上，并在窗组合部件外套上第四焊接模具16；然后用钯银铜钎焊方式将外导体5与封接环3之间进行焊接，得到外导体组合部件；

步骤c：先在波导盖板12内开设天线槽，然后将波导盖板12放置在第五焊接模具内，然后将阻抗变换器6放置在波导盖板12上，并在波导盖板12上套上第六焊接模具，然后采用银铜钎焊方式将阻抗变换器6与波导盖板12进行焊接；得到波导组合。

步骤d：在波导组合的天线槽中放银铜焊料片后，将圆天线11放入天线槽中，再将固紧螺套4套入步骤b的外导体组合部件的封接环3和外导体5外，并使外导体组合中的内导体1的底端穿过圆天线11并将其固定在天线槽中，并将外导体5下端与阻抗变换器7接触面沿圆周一圈铆紧后，与阻抗变换器7焊接；

步骤e：将过渡腔环8通过定位杆定位后，焊接在波导盖板12上；将第一短路块9和第二短路块10与波导组合之间的接触面四周铆紧，并采用银铜钎焊方式进行焊接，装配得到耦合腔行波管输能结构。

性能测试：取本发明耦合腔行波管输能结构装配到行波管中，进行各项性能对比测试，具体的测试结果如表1所示：

表1耦合腔慢波系统的性能测试结果

由以上表1的实验结果表明，本发明提供的耦合腔行波管输能结构具有冷驻波比小、工作频带宽、占用空间小等比常规耦合腔行波管输能结构更加优异的性能。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种耦合腔行波管输能结构，其特征在于，它包括：内导体（1），焊接在内导体（1）外的窗瓷（2），焊接在窗瓷（2）下端的封接环（3）、焊接在封接环（3）下端的外导体（5），套在封接环（3）和外导体（5）外的固紧螺套（4）；

所述的内导体（1）的下端穿过窗瓷（2）、封接环（3）和外导体（5）后插入在波导盖板（12）开设的天线槽内，天线槽中放置有圆天线（11），内导体（1）的下端穿过圆天线（11）后固定在天线槽内；

所述的外导体（5）下端与阻抗变换器（7）接触面沿圆周一圈铆紧后，与阻抗变换器（7）焊接；

所述的波导盖板（12）上焊接有过渡腔环（8），并通过定位杆定位；

所述的阻抗变换器（7）与波导盖板（12）之间铆接有第一短路块（9）和第二短路块（10），并且第一短路块（9）和第二短路块（10）与阻抗变换器（7）与波导盖板（12）的接触面焊接。

2.权利要求1所述的耦合腔行波管输能结构的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a：先将封接环（3）放置在第一焊接模具（13）内，然后将窗瓷（2）套在内导体（1）外，将窗瓷（2）放置在封接环（3）上，并使内导体（1）下端穿过封接环（3）后插入第一焊接模具（13）内；然后在第一焊接模具（13）上套上第二焊接模具（14），第二焊接模具（14）套在窗瓷（2）外周；然后在内导体（1）、封接环（3）与窗瓷（2）之间采用银钎焊方式进行焊接，装配得到窗组合部件；

步骤b：将外导体（5）放置在第三焊接模具（15）内，然后在步骤a的窗组合部件放置在外导体（5）上，并在窗组合部件外套上第四焊接模具（16）；然后用钯银铜钎焊方式将外导体（5）与封接环（3）之间进行焊接，得到外导体组合部件；

步骤c：先在波导盖板（12）内开设天线槽，然后将波导盖板（12）放置在第五焊接模具内，然后将阻抗变换器（6）放置在波导盖板（12）上，并在波导盖板（12）上套上第六焊接模具，然后采用银铜钎焊方式将阻抗变换器（6）与波导盖板（12）进行焊接；得到波导组合；

步骤d：在波导组合的天线槽中放银铜焊料片后，将圆天线（11）放入天线槽中，再将固紧螺套（4）套入步骤b的外导体组合部件的封接环（3）和外导体（5）外，并使外导体组合中的内导体（1）的底端穿过圆天线（11）并将其固定在天线槽中，并将外导体（5）下端与阻抗变换器（7）接触面沿圆周一圈铆紧后，与阻抗变换器（7）焊接；

步骤e：将过渡腔环（8）通过定位杆定位后，焊接在波导盖板（12）上；将第一短路块（9）和第二短路块（10）与波导组合之间的接触面四周铆紧，并采用银铜钎焊方式进行焊接，装配得到耦合腔行波管输能结构。

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