CN114843161A - 一种跑道形状的磁控管管芯 - Google Patents

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Abstract

本发明公共了一种跑道形状磁控管管芯，属于真空电子器件中的微波源技术领域。包括阳极部件、阴极部件、输入部件和输出部件，其中阳极筒为跑道形筒状，阳极筒内壁设置有若干阳极叶片，相邻阳极叶片之间的空腔为谐振腔；热阴极发射体的外侧面与阳极筒的内壁间距一致。本发明对磁控管管芯进行扁平化设计后，跑道形筒状的阳极筒可以增大阴极发射表面积并加载更多的谐振腔，阳极叶片在阳极筒内的布局，可以让电子在互作用空间内每两个相邻的缝隙口之间的运动时间相同，有利于磁控管起振；在阴极发射能力不变的情况下，提高了阳极电流和输出功率，输出效率与现有圆柱形微波炉磁控管的基本一致，实现了磁控管的结构多样化，可以适用于不同的工作场景。

Description

一种跑道形状的磁控管管芯
技术领域
本发明属于真空电子器件中的微波源技术领域，特别涉及是一种跑道形状磁控管管芯。
背景技术
随着电子技术的发展，半导体器件在低功率、低频率、低电压较电真空器件有优势，但在高功率的电真空器件应用中，磁控管仍占有绝对优势，在军事设备、医疗设备、工农业设施和微波炉等各个领域应用十分广泛。
目前微波炉用磁控管的发展趋势是矩形化、扁平化，因此为了迎合磁控管的发展趋势，促进微波炉用磁控管偏平化发展，需要研究一种能在常规电压下工作且剖面更低的磁控管，同时需要保持输出效率与现有圆柱形微波炉用磁控管的基本一致。发明专利“一种矩形柱状的磁控管管芯”(申请号为202111149825.6)中公开了一种矩形柱状的磁控管管芯，将阴极结构横向拉伸，增大了阴极表面积，同时阳极筒的外形变为矩形筒状，能够适用于不同的应用场景；然而该管子结构会影响π模的输出性能指标，阳极电流和输出功率不够高，工作稳定性也有待加强。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种跑道形状的磁控管管芯。该磁控管管芯在矩形柱状磁控管管芯的基础上进行改进，通过改进阳极筒的形状并加载谐振腔阵列，从而实现具有良好输出性能指标的磁控管管芯的扁平化。
本发明采用的技术方案为：
一种跑道形状的磁控管管芯，包括：阳极部件、阴极部件、输入部件和输出部件；
所述阳极部件包括：阳极筒、阳极叶片、隔模带、A侧极靴和K侧极靴；
所述阴极部件包括：热阴极发射体、上下端帽、中心支杆和边支杆；
所述上下端帽包括：上端帽和下端帽；
所述输出部件包括：输出天线；
所述输入部件与阳极筒的一端固定连接；所述输出部件与阳极筒的另一端固定连接；
所述输出天线从输出部件内部伸入阳极筒内并与阳极叶片固定连接；
所述边支杆置于输入部件内部，所述边支杆、上端帽、热阴极发射体和下端帽依次固定连接；
所述中心支杆置于输入部件内部，其一端伸入热阴极发射体构成的腔体内，并与下端帽固定连接；
所述A侧极靴安装在输出部件所在阳极筒一侧的开放端内；
所述K侧极靴安装在输入部件所在阳极筒一侧的开放端内；
其特征在于，所述阳极筒为跑道形筒状的阳极筒，由两个半圆环柱状部分以及两个矩形部分组合构成；
所述阳极筒内壁设置有若干阳极叶片，相邻阳极叶片之间的空腔为谐振腔；
所述热阴极发射体为同轴设置于阳极筒内的螺旋状灯丝，所述热阴极发射体的外侧面与阳极筒的内壁间距一致。
进一步地，所述隔膜带为双端双环隔膜带，隔膜带的形状为跑道形状，其中大环形隔膜带的外壁与阳极叶片交替贴合，小环形隔膜带的内壁与阳极叶片交替贴合。
进一步地，与输出天线连接的阳极叶片平行于阳极筒的矩形部分。
本发明提出了一种具有跑道形状谐振腔的连续波磁控管管芯，该磁控管的π模工作频率为 2.466GHz，工作电压为4.3kV，阳极电流为1.31A，占空比50％时的平均输出功率为2070W, 输出效率为73.5％。对磁控管管芯进行扁平化设计后，跑道形筒状的阳极筒可以增大阴极发射表面积并加载更多的谐振腔，阳极叶片在阳极筒内的布局，可以让电子在互作用空间内每两个相邻的缝隙口之间的运动时间相同，有利于磁控管起振。在阴极发射能力不变的情况下，提高了阳极电流和输出功率，输出效率与现有圆柱形微波炉磁控管的基本一致，实现了磁控管的结构多样化，可以适用于不同的工作场景。
附图说明
图1为本发明实施例磁控管管芯的外观图；
图2为本发明磁控管管芯腔体内部对角面的剖视图；
图3为本发明实施例磁控管谐振腔的三维结构示意图；
图4为本发明实施例磁控管谐振腔的三维结构剖面示意图；
其中：1、阳极筒；2、阳极叶片；3-1、小隔模带；3-2、大隔模带；4、K侧极靴；5、A 侧极靴；6、输入部件；7、上下端帽；8、边支杆；9、中心支杆；10、热阴极发射体；11、输出天线；12、输出部件。
具体实施方式
如图1-4所示，本实施例的一种跑道形状的磁控管管芯，包括：阴极部件、阳极部件、输入部件和输出部件；其中，输入部件与阳极部件的一端固定连接，输出部件与阳极部件的另一端固定连接，阴极部件位于输入部件和阳极部件内。
一种矩形柱状的磁控管管芯，包括：阳极部件、阴极部件、输入部件和输出部件。
所述阳极部件包括：阳极筒、阳极叶片、隔模带、A侧极靴和K侧极靴。
所述阴极部件包括：热阴极发射体、上下端帽、中心支杆和边支杆。
所述上下端帽包括：上端帽和下端帽。
所述输出部件包括：输出天线。
所述输入部件与阳极筒的一端固定连接；所述输出部件与阳极筒的另一端固定连接。
所述输出天线从输出部件内部伸入阳极筒内并与阳极叶片固定连接。
所述边支杆置于输入部件内部，所述边支杆、上端帽、热阴极发射体和下端帽依次固定连接。
所述中心支杆置于输入部件内部，其一端伸入热阴极发射体构成的腔体内，并与下端帽固定连接。
所述A侧极靴安装在输出部件所在阳极筒一侧的开放端内。
所述K侧极靴安装在输入部件所在阳极筒一侧的开放端内。
所述阳极筒为跑道形筒状的阳极筒，由两个半圆环柱状部分以及两个矩形部分组合构成。
所述阳极筒内壁设置有14个阳极叶片，其中与阳极筒矩形部分连接的阳极叶片等间距设置，与阳极筒半圆环柱状部分连接的阳极叶片等圆心角设置距；相邻阳极叶片之间的空腔为谐振腔。
所述热阴极发射体为同轴设置于阳极筒内的螺旋状灯丝，所述热阴极发射体的外侧面与阳极筒的内壁间距一致。
所述隔膜带为双端双环隔膜带，隔膜带的形状为跑道形状，其中大环形隔膜带的外壁与阳极叶片交替贴合，小环形隔膜带的内壁与阳极叶片交替贴合。
所述输出天线与左侧沿x轴方向的阳极叶片固定连接。
重要尺寸参数如图3和图4所示，阳极筒：a＝18mm，b＝20mm，t＝12.5mm；叶片之间的缝隙宽度：e＝0.82mm，叶片的宽度：f＝2mm，其沿阳极筒中心轴线方向的长度：g＝8.8mm；双端双环隔膜带：h＝1.9mm，双端双环隔膜带与阳极叶片之间交错地连接，设置有间距的部分其间距为0.65mm；大隔膜带：c＝9.07mm，d＝8.77mm；小隔膜带：r＝7.74mm，m＝7.04mm；环形热阴极发射体：n＝9mm，k＝2mm。
电流从中心支杆流入，流过环形热阴极发射体，再沿着边支杆流出；在环形热阴极发射体发热、阳极与阴极间的加上高电压和外加静磁场的情况下，电子从阴极表面发射出来，在跑道形状的互作用空间内与高频场的π模进行能量交换，将电子的动能交换给高频场，电子最终打在阳极叶片表面上，最后谐振腔内存储的高频场能量通过阳极叶片上的输出天线导出。

Claims (3)

1.一种跑道形状的磁控管管芯，包括：阳极部件、阴极部件、输入部件和输出部件；
所述阳极部件包括：阳极筒、阳极叶片、隔模带、A侧极靴和K侧极靴；
所述阴极部件包括：热阴极发射体、上下端帽、中心支杆和边支杆；
所述上下端帽包括：上端帽和下端帽；
所述输出部件包括：输出天线；
所述输入部件与阳极筒的一端固定连接；所述输出部件与阳极筒的另一端固定连接；
所述输出天线从输出部件内部伸入阳极筒内并与阳极叶片固定连接；
所述边支杆置于输入部件内部，所述边支杆、上端帽、热阴极发射体和下端帽依次固定连接；
所述中心支杆置于输入部件内部，其一端伸入热阴极发射体构成的腔体内，并与下端帽固定连接；
所述A侧极靴安装在输出部件所在阳极筒一侧的开放端内；
所述K侧极靴安装在输入部件所在阳极筒一侧的开放端内；
其特征在于，所述阳极筒为跑道形筒状的阳极筒，由两个半圆环柱状部分以及两个矩形部分组合构成；
所述阳极筒内壁设置有若干阳极叶片，相邻阳极叶片之间的空腔为谐振腔；
所述热阴极发射体为同轴设置于阳极筒内部的螺旋状灯丝，所述热阴极发射体的外侧面与阳极筒的内壁间距一致。
2.如权利要求1所述的一种跑道形状的磁控管管芯，其特征在于，所述隔膜带为双端双环隔膜带，隔膜带的形状为跑道形状，其中大环形隔膜带的外壁与阳极叶片交替贴合，小环形隔膜带的内壁与阳极叶片交替贴合。
3.如权利要求1所述的一种跑道形状的磁控管管芯，其特征在于，与输出天线连接的阳极叶片平行于阳极筒的矩形部分。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080116807A1 (en) * 2004-11-30 2008-05-22 Kim Jung-Il Magnetron
JP2010080181A (ja) * 2008-09-25 2010-04-08 Toshiba Hokuto Electronics Corp マグネトロンおよびその製造方法
CN104269335A (zh) * 2014-09-29 2015-01-07 江阴新华宏铜业有限公司 微波炉磁控管的无氧铜垫圈
CN105115801A (zh) * 2015-09-11 2015-12-02 贵州省分析测试研究院 一种金属材料分析前处理器
CN110660632A (zh) * 2019-10-11 2020-01-07 电子科技大学 一种矩形化微波炉用磁控管管芯
CN113889389A (zh) * 2021-09-29 2022-01-04 电子科技大学 一种矩形柱状的磁控管管芯

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080116807A1 (en) * 2004-11-30 2008-05-22 Kim Jung-Il Magnetron
JP2010080181A (ja) * 2008-09-25 2010-04-08 Toshiba Hokuto Electronics Corp マグネトロンおよびその製造方法
CN104269335A (zh) * 2014-09-29 2015-01-07 江阴新华宏铜业有限公司 微波炉磁控管的无氧铜垫圈
CN105115801A (zh) * 2015-09-11 2015-12-02 贵州省分析测试研究院 一种金属材料分析前处理器
CN110660632A (zh) * 2019-10-11 2020-01-07 电子科技大学 一种矩形化微波炉用磁控管管芯
CN113889389A (zh) * 2021-09-29 2022-01-04 电子科技大学 一种矩形柱状的磁控管管芯

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