CN201717228U - 用于空间行波管四级降压收集极的内芯结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于空间行波管四级降压收集极的内芯结构，由四级依次相焊接且内部联通的内芯组成，其特征在于：第一级内芯为向前收缩的锥体，所述第一级内芯的前端有连接为一体的筒形端口；第二、三级内芯的前端分别为向前收缩的锥体，后端分别为筒体；第四级内芯的前端为向前收缩的锥体，后端为筒体，第四级内芯的后端有焊接为一体的中心带有针状突出的圆盘。本实用新型采用二次电子发射系数小的钼铜材料，可以提高收集极的回收效率，同时钼铜的热膨胀系数较小，可以节省内芯的体积和重量，并可提高散热能力；另外，第四级内芯后端的钛材料可以长时间发挥吸气功能，提高管内真空度，有效满足了空间行波管的高可靠性要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及微波电真空器件领域，具体涉及一种用于空间行波管四级降压收集极的内芯结构。
背景技术
空间行波管是航天有效载荷系统主要的微波功率放大部件，广泛应用于卫星有效载荷系统的通信导航转发器、高速数据传输系统、微波遥感仪器和测控系统中。空间行波管较普通行波管具有回收效率高、体积小、重量轻和可靠性高等一系列优点。
对空间行波管来说，要提高收集极的回收效率，就要尽量降低收集极的电位，使电子打上收集极时的速度尽量小，消耗在收集极上的能量也就越越小，同时还可以降低对冷却系统的要求。目前的经验证明，采用四级降压收集极时可达到较好的能量回收效果，同时也不会给工艺装配上带来交大困难。要实现整个收集极体积小、重量轻的要求，就要在达到理想回收效果的前提下尽量减小收集极内芯的尺寸。
在空间行波管四级降压收集极的设计中，内芯通常采用无氧铜材料，该材料的缺点是二次电子发射系数较大，高速电子打到内芯表面上时，很容易打出二次电子，导致收集极的回收效率下降。另外，无氧铜的热膨胀系数较大，在高温下与陶瓷焊接时，为保证陶瓷不被胀裂，需要在内芯的外侧圆周上设置花瓣状的倒勾结构来减小应力。这部分结构需要侧壁有一定的厚度才能实现，但对收集极的回收效率不起任何作用，却无谓的增加了收集极的重量和体积，而且不利于热量的快速导出。所以设计一种既能减小二次电子发射、提高四级降压收集极的回收效率，又能从整体上减小空间行波管收集极的尺寸和重量的收集极内芯是很有意义的。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种于空间行波管四级降压收集极的内芯结构，以满足空间行波管效率高、体积小、重量轻，和可靠性高的要求。
本实用新型的技术方案如下：
一种用于空间行波管四级降压收集极的内芯结构，由四级依次相焊接且内部联通的内芯组成，其特征在于：第一级内芯为向前收缩的锥体，所述第一级内芯的前端有连接为一体的筒形端口，第一级内芯的后端外壁上设有第一台阶，第一台阶用于放置焊料丝；第二、三级内芯的前端分别为向前收缩的锥体，后端分别为筒体，所述第二、三级内芯后端外壁上分别设有第二、三台阶，第二、三台阶用于放置焊料丝；第四级内芯的前端为向前收缩的锥体，后端为筒体，第四级内芯的后端有焊接为一体的中心带有针状突出的圆盘，第四级内芯的电压引线从所述圆盘的后端引出。
所述的一种用于空间行波管四级降压收集极的内芯结构，其特征在于：所述第一、二、三级内芯均采用钼铜材料制成；第四级内芯前端、中部均采用钼铜材料制成，第四级内芯后端的圆盘采用钛材料制成。
本实用新型的有益效果：
本实用新型采用二次电子发射系数小的钼铜材料，可以提高收集极的回收效率，同时由于钼铜的热膨胀系数较小，不必在内芯的外侧圆周上设置花瓣状的倒勾结构，可以节省内芯的体积和重量，并可提高散热能力；另外，第四级内芯后端的钛材料可以长时间发挥吸气功能，提高管内真空度，有效满足了空间行波管的高可靠性要求。
附图说明
图1为由本实用新型各级内芯组成的收集极组件的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，一种用于空间行波管四级降压收集极的内芯结构，由四级依次相焊接且内部联通的内芯组成，第一级内芯1为向前收缩的锥体，第一级内芯1的前端有连接为一体的筒形端口，第一级内芯1的后端外壁上设有深为0.5mm、长为1mm的第一台阶，第一台阶内放置有焊料丝和电压引线；第二、三级内芯2、3的前端分别为向前收缩的锥体，后端分别为筒体，第二、三级内芯2、3后端外壁上分别设有深为0.5mm、长为1mm的第二、三台阶，第二、三台阶内分别放置有焊料丝和电压引线；第四级内芯4的前端为向前收缩的锥体，后端为筒体，第四级内芯4的后端有焊接为一体的中心带有针状突出的圆盘5，第四级内芯4的电压引线从圆盘5的后端引出。
第一、二、三级内芯1、2、3均采用钼铜材料制成；第四级内芯4前端、中部均采用钼铜材料制成，第四级内芯4后端的圆盘采用钛材料制成。
以下结合具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
本实用新型的原理设计：将利用大信号分析软件进行注波互作用计算后得到的具有速度分布的电子注导入四级降压收集极模型中，调整各级的电压和形状，最终得到能量回收效率为71.26％；根据真空耐压极限确定收集极各级内芯的间距，为保证空间行波管具有足够高的可靠性，真空耐压极限按8000V/mm计算，进行结构设计时，再在上述计算得到的耐压距离上乘以一个高于2的安全系数。
在保证收集极内芯内表面形状与计算结果相同的前提下，确定内芯外表面的形状和尺寸，并在内芯后端外侧挖出可放焊料的台阶，收集极各组件的焊接过程如下：
利用焊料丝6(此处的焊料丝采用PdAgCu20)将第一级内芯1与陶瓷8焊接到一起，同时将电压引线7固定到第一级内芯1上，形成收集极组件1；
利用焊料丝6将第二级内芯2与陶瓷9焊接到一起，同时将引线7固定到第二级内芯2上，形成收集极组件2；
利用焊料丝6将第三级内芯3与陶瓷10焊接到一起，同时将引线7固定到第三级内芯3上，形成收集极组件3；
利用焊料丝6将第四级内芯4与陶瓷11焊接到一起，同时将引线7固定到第四级内芯4后端的圆盘5上，并将第四级内芯4与第四级内芯4后端的圆盘5焊接到一起，形成收集极组件4；
利用夹具定位，将收集极组件1、2、3、4与外壳焊接起来，最终形成整体的收集极。
Claims (2)
1.一种用于空间行波管四级降压收集极的内芯结构，由四级依次相焊接且内部联通的内芯组成，其特征在于：第一级内芯为向前收缩的锥体，所述第一级内芯的前端有连接为一体的筒形端口，第一级内芯的后端外壁上设有第一台阶，第一台阶用于放置焊料丝；第二、三级内芯的前端分别为向前收缩的锥体，后端分别为筒体，所述第二、三级内芯后端外壁上分别设有第二、三台阶，第二、三台阶用于放置焊料丝；第四级内芯的前端为向前收缩的锥体，后端为筒体，第四级内芯的后端有焊接为一体的中心带有针状突出的圆盘，第四级内芯的电压引线从所述圆盘的后端引出。
2.根据权利要求1所述的一种用于空间行波管四级降压收集极的内芯结构，其特征在于：所述第一、二、三级内芯均采用钼铜材料制成；第四级内芯前端、中部均采用钼铜材料制成，第四级内芯后端的圆盘采用钛材料制成。
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|---|---|---|---|---|
| CN102403178A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-04-04 | 安徽华东光电技术研究所 | 一种行波管收集极组件及其装配工艺 |
| CN111105966A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-05-05 | 南京三乐集团有限公司 | 一种高效率大功率脉冲空间行波管四级降压收集极结构 |
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