CN1434976A - 磁控管阳极 - Google Patents

Abstract

在磁控管阳极中，阳极(6)包围着中心阴极(1)。阳极(6)是一种分段结构，具有多个沿其长度叠置在一起的环形段(9)。每个环形段(9)包括模式隔离带(10)，所述模式隔离带大致沿阳极叶片(8)的整个轴向长度分布。这使得即使在长的阳极长度下也能够实现模式分隔，因而可以实现大功率工作。此外，所述阳极的分段结构提供了一种在机械上结实的结构。

Description

磁控管阳极

本发明涉及一种磁控管阳极，更具体地说涉及，但是不限于，一种能够在相对高的功率级工作的磁控管阳极。

在一种已知的磁控管设计中，一个中心圆柱阴极由一个阳极结构包围着，所述阳极结构一般包括导电的圆柱，其支撑着多个从其内表面向内延伸的阳极叶片。在工作期间，沿着平行于圆柱结构的纵轴的方向施加磁场，并且和在阴极与阳极之间的电场组合，作用在由阴极发射的电子上，从而引起谐振发生以及产生r.f.能量。依靠由阳极叶片限定的腔体之间的耦合，磁控管能够支持多种振荡模式，产生不同的输出频率和功率。用于把磁控管限定于一个特定的工作模式的技术是模式分隔技术。为了获得并维持通常需要的pi工作模式，交替的阳极叶片利用模式隔离带连结在一起。一般地说，在阳极的每一端设置两个模式隔离带，或者在另一种结构中，例如在阳极的一端可以具有3个模式隔离带，而在另一端不设置模式隔离带。

本发明是由于考虑用什么方式可以增加磁控管的输出功率而引发的，但是本发明也可以应用于不要求增加功率的场合。

按照本发明，一种磁控管阳极包括多个堆叠的段，它们被结合在一起来确定阳极叶片。

段一般横向于纵轴放置，并且至少有一些段在纵轴方向具有一定形状的轮廓，也就是说，它们不仅仅是层叠的薄片。

在一种以前已知的磁控管阳极中，阳极包括一个由一整个块料加工而成的单个整体部件。对于较大尺寸的阳极，一种典型的装配技术是单独制作阳极的叶片，然后用夹具将它们连接到周围的圆柱形阳极壳体，以便在装配过程中保持叶片之间以及和壳体的定位。和这种方法相反，由于每一段都包括叠置在一起之前就加工好的多个阳极叶片部分，按照本发明的阳极具有被精确保持的阳极叶片间距。因此，在和其它段结合以前，一个段中的可能造成最终组件定位不准的任何瑕疵都能通过检验被发现并淘汰有缺陷的段。而且，由于和单独制作叶片并将其端面固定到阳极壳体上所需的小的固定面积相比，使各段结合在一起的结合面具有相对大的表面面积，所以使用本发明还可以获得更结实的阳极。

在优选的实施例中，每一段都是一个整体部件，例如，它们可以由一个整体材料加工而成。这样由于段本身没有连接，磁控管阳极的装配过程中的任何加工都不会造成段的阳极部分之间的相对移动。此外，与采用以前已知的配置制作的阳极相比，这种完成的磁控管阳极更容易达到理想的设计尺寸，并具有更大的机械强度。

另一种已知的方法中，阳极是用一个整体的块料制造而成的，这对较小的阳极设计来说是实用的，但对于要用于较低频率下的磁控管中的较大的阳极的制造就显得比较困难和昂贵了。

最好是，所述段基本上是环形的。每个段是一个完整的环是有利的，但是，在另一些实施例中每个段可能只包括环的一部分。然而，这带来了额外的复杂性以及部件数量，并且不方便。最好是，每个段具有这样的端面，所述端面在连接的堆叠的组件中位于和基本上是圆柱形的阳极的纵轴垂直的平面内。

最好是，一个圆柱被围绕叠置的段设置，并和叠置的段相连。在其它方案中，段本身可以包括在完成的阳极组件中形成阳极外部壳体的部分，而不是提供一个单独制造的圆柱。

有利的是，阳极包括多个模式隔离带。在一个特别有利的实施例中，模式隔离带沿着阳极叶片的轴向长度分布。阳极的分段特性意味着可被容易地完成并且带来了很明显的优点。一般地，模式分隔技术仅对轴向长度为四分之一工作波长的阳极有效。对于较长的阳极，模式分隔失败，因而不可能保持所希望的工作模式和频率。通过沿着阳极叶片轴向长度分布模式隔离带而不是按常规使它们位于阳极叶片的端部，可以无模式分隔损失地采用任何希望的阳极长度。从而可以保持频率的稳定性，同时增加输出功率，因为输出功率取决于阳极的长度。例如，可以相信，工作在X波段的采用按照本发明的阳极的磁控管可以达到2MW范围内的功率输出。不过，工作在其它频率范围内的磁控管也可以采用本发明。

有利的是，模式隔离带沿阳极叶片的轴向长度大致均匀地分开，并且它们最好沿大致整个轴向长度分布。实际上，不论所需的阳极长度有多长，也可以实现几乎连续的模式隔离带。

阳极可以包括不同构型的段。例如，在一个实施例中，所述段限定了阳极叶片并且模式隔离带被作为单独的部件提供。不过，在一个特别有利的实施例中，至少一个段包括模式隔离带和阳极叶片部分。最好是，每一段都有一个模式隔离带和多个阳极叶片部分。这减少了所需不同部件类型的数量，因此便于制造和降低成本。因为每一段的模式隔离带和阳极叶片部分是一个整体，所以阳极在设计上特别结实。

在一种方案中，包括一对相邻的段，每个段具有一个模式隔离带，每个段的模式隔离带距该段的一端较近而距另一端较远，并且段被相邻地叠在一起，其中一个段相对另一个倒置。这样，一个段包括了一半数量的通过模式隔离带结合在一起的阳极叶片部分，另一个段包括由模式隔离带结合在一起的阳极叶片部分的其余部分。两段被这样挨着放置，使得阳极叶片部分形成交错，并且沿着阳极纵轴的不同点，模式隔离带的定位不会互相干扰。最好，段的形状基本相同，以减少制造上的限制。

根据本发明的一个特征，一种制造磁控管阳极的方法包括下列步骤：形成环形的段，每个环形包括阳极叶片部分；叠置所述的环形的段；以及将叠置的段结合在一起。虽然可以利用如铣磨等其它技术，但环形段可利用例如电子放电加工形成。环形段可通过，例如，硬焊结合在一起。

本发明减少了制造时间并且不需要和以前那些单独制造叶片的方法那样多的劳动强度，此外，还可以获得用于高功率的特别结实的阳极。

阳极可通过这样一种方法制成：将许多环形段叠置一起，并将它们连接在一起，然后用一个圆柱形的壳体包围形成的叠置体，该外壳和叠置的段相连。在将各部分彼此相邻地放置好后，段和圆筒可以都被连接在一起。在另一种可选方法中，可以使用一个位于中心的芯，段被放置在它周围并和该芯连接。经过这个步骤后，芯部分可以被移去，剩余的部分组成阳极叶片部分。

下面以举例的方式结合附图说明可以实现本发明的几种方式，其中：

图1是按照本发明的磁控管的示意性纵剖面图；

图2是沿图1的线II-II取的磁控管的平面图；

图3表示一个段；

图4表示两个相邻的段；

图5表示被叠置在一起的段；

图6，7，8，9和10表示应用在其它的磁控管阳极中的阶式元件和按照本发明的制造方法；

参照图1和2，按照本发明的磁控管包括：一个位于中心的圆柱形的阴极1，其位于由磁通量回路4，5连接的磁极块2，3之间。阴极1由包括外壳7和向内延伸的阳极叶片8的圆柱形的阳极结构6围绕，壳7和叶片8是铜制的。

叶片8由沿着磁控管纵轴X-X方向叠置的许多环形段9形成。每一个段包括占阳极叶片总数一半的部分和在完成的阳极中起模式隔离带作用的连接环。

图3示意地示出了由一整块铜经电子放电加工制造的单个段。段9包括形成模式隔离带的一个完整环10，自其上向内和向外伸出部分11，它们在完成的结构中形成阳极叶片8部分。叶片部分的内侧部分11A呈环形并在完成的装置中面对着阴极1。外侧部分11B在其外表面上有纵向的槽12。从图中可看出，模式隔离带距离段9的一端13比另一端14近。

在制造了许多如段9一样的段后，组装中的下一步是在它们的上表面和下表面覆盖一层银。然后段9在阳极外壳7中被装配成叠层组件，一个在另一个的上面，形成一个圆柱形结构。在各对相邻的段9中，其中的一个相对于另一个倒置并相对转动，如图4所示。这样，叶片部分围绕环等距地分布。图5示意地图示出了整个的叠层组件。在段9的外表面中的纵向槽沟12向下延伸有丝形的硬焊材料。使用一个夹具保持相邻阳极叶片间的相对距离，并用阳极壳体保持环形定位。

部件装配好后，在段9上放置一重物并对组件加热。段的相邻表面上的银熔化，因而将它们焊在一起，并且段也被焊到阳极壳体的内表面。

根据需要将许多部件叠在一起从而形成一个长的阳极。

在这种方法中，段9是都是相同的。不过在其它装配方法中，可在阳极组件中使用一些不同的部件。

在另一种制造方法中，先制造一个如图6的圆柱形部件。该部件包括位于中心的连续的圆筒15和围绕外表面限定脊部17的槽16。制造许多如图7所示的段18。每个段包括连续的环19，在其上的区间20沿径向向内、向外延伸。最后，制造具有连续外壳21的图8所示的第三部件，它是完成的磁控管的阳极外壳，并且内表面22具有许多槽23，从而在它们之间限定叶片部分24。每一部件都是铜的，在将要和其它部件结合在一起的表面上镀上适当的硬焊材料。图6和8所示的部件同心地设置，并且许多如图7所示的段位于它们之间的间隙中。段相对于相邻段转动地放置，以使得在完成的阳极中，交替的模式隔离带电连接到同一阳极叶片。

在另一实施例中，先制造图9所示的具有完整的环25的段，该环在完成的磁控管中是一个模式隔离带，并且其上延伸出许多部分26，它们形成阳极叶片部分。如在其它的结构中那样，这些部分的数量对应于完成的磁控管阳极叶片总数量的一半。数对图9所示的段如图10那样装配在一起，然后在壳中把其一个叠置在另外一个上面，并且硬焊在一起。

参照图11，在另一种可选方法中，多个开口环27被装配在基本上圆柱形的框架28上，框架28的外表面周围具有阳极叶片30的内侧部分29。例如在以31表示的阳极叶片的槽中接受与交替的叶片呈电连接的模式隔离带。然后，该组件被放在如图8所示的部件内并硬焊。最后除去中心的圆柱体32以得到最终的阳极结构。

Claims (26)

1.一种磁控管阳极，包括多个被连结在一起的叠置的段以限定阳极叶片。

2.如权利要求1所述的阳极，其特征在于，至少一个段是一个整体的部件。

3.如权利要求1或2所述的阳极，其特征在于，所述段基本上是环形的。

4.如权利要求1，2，3所述的阳极，包括一个包围叠置的段并与其相连的圆筒。

5.如权利要求1，2，3或4所述的阳极，其特征在于，每个段具有连接相邻的段并处于横向于纵轴的平面内的端面。

6.如上述任何一个权利要求所述的阳极，包括多个模式隔离带。

7.如权利要求6所述的阳极，其特征在于，所述模式隔离带沿阳极叶片轴向长度分布。

8.如权利要求7所述的阳极，其特征在于，所述模式隔离带沿阳极叶片轴向长度大致均匀地彼此隔开。

9.如权利要求7或8所述的阳极，其特征在于，所述模式隔离带沿所述阳极叶片的大致整个轴向长度分布。

10.如权利要求6到9所述任意一项所述的阳极，其特征在于，至少一个段包括模式隔离带和阳极叶片部分。

11.如权利要求10所述的阳极，其特征在于，对于每个段都包括模式隔离带的一对相邻的段，每个段的模式隔离带距一个端面比距另一个端面近，并且各个段被彼此相互颠倒地叠置。

12.如上述任何一个权利要求所述的阳极，其特征在于，每个段包括阳极叶片总数的一半的部分，并且相邻的段被布置成使其阳极叶片部分相互交错。

13.如上述任何一个权利要求所述的阳极，其特征在于，所述段在形式上基本相同。

14.一种制造磁控管阳极的方法，包括以下步骤：形成环形的段，每个段都包括阳极叶片部分；将环形的段叠置在一起；然后将叠置的段连接在一起。

15.如权利要求14所述的方法，包括在围绕叠置的环形段的外侧设置一个圆筒，并将段连接到圆筒的步骤。

16.如权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述段是利用电子放电加工制造的。

17.如权利要求14、15或16所述的方法，其特征在于，环形的段由硬焊连接在一起。

18.如权利要求14到17任何一项所述的的方法，其特征在于，至少有一个段包括模式隔离带。

19.如权利要求14到18任何一项所述的方法，其特征在于，对于一对相邻的段，每个段包括模式隔离带，该模式隔离带距段的一个端面比另一个端面近，并且所述段彼此相互颠倒地叠置。

20.如权利要求14到19任何一项所述的方法，其特征在于，每个所述段包括模式隔离带，并且所述段按被叠置成使得所述模式隔离带沿着所述阳极的整个轴向长度分布。

21.如权利要求14到20任何一项所述的方法，其特征在于，所述环形段在形式上基本相同。

22.如权利要求14到21任何一项所述的方法，包括以下步骤：将所述环形的段叠置在圆柱形的芯上，然后将所述段连接到所述芯，接着除去所述芯部分，剩余物构成了阳极叶片部分。

23.一种磁控管，包括以同轴方式被阳极包围的阴极，该阳极如权利要求1到12任何一项所述和/或如权利要求13到22任何一项所述那样制造。

24.大致如附图示出以及如结合附图所说明的磁控管阳极。

25.一种包括大致如附图示出以及如结合附图所说明的阳极的磁控管。

26.一种大致如附图示出以及如结合附图所说明的磁控管阳极的制造方法。

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