CN203386704U - 一种螺旋线行波管慢波夹持结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种螺旋线行波管慢波夹持结构，包括管壳（4）和螺旋线（3），螺旋线（3）装入管壳（4）的空腔内，管壳（4）的空腔内设有两个以上的金属弹片（1），金属弹片（1）卡紧螺旋线（3），金属弹片（1）与螺旋线（3）接触部分设有绝缘层（2），具有散热条件好、输出功率大、适用范围广、带宽宽、可靠性好、工艺简单可行等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及微波真空器件领域，尤其涉及一种螺旋线行波管慢波夹持结构。
背景技术
在微波真空器件领域中，行波管是应用最广泛的器件。在行波管中，慢波结构是核心。螺旋线慢波结构具有带宽宽的特点，被广泛使用。螺旋线行波管功率容量小，适用于宽带中小功率行波管；休斯型耦合腔慢波结构虽然具有大功率容量的优点，但带宽较窄，一般在10%以下。改善螺旋线行波管的散热结构、提高螺旋线行波管的输出功率、带宽、可靠性等一直是行波管工程技术人员寻找的目标和研究的内容。传统的陶瓷夹持结构由于使用陶瓷杆夹持，陶瓷杆的导热能力有限，且路径较长，热阻较大，陶瓷夹持杆很容易折断。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种散热条件好、输出功率大、适用范围广的螺旋线行波管慢波夹持结构。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种螺旋线行波管慢波夹持结构，包括管壳和螺旋线，所述螺旋线装入管壳的空腔内，所述管壳的空腔内设有两个以上的金属弹片，所述金属弹片卡紧所述螺旋线，所述金属弹片与螺旋线接触部分设有绝缘层。
所述金属弹片为片状，金属弹片的两端设有弯折部，所述弯折部与管壳内壁相适配。
所述金属弹片为圆杆状，金属弹片的两端向内弯折，弯折形状与管壳内壁相适配。
所述金属弹片为月牙形，月牙形金属弹片的一侧为与管壳内壁相适配的弧形。
所述管壳与金属弹片焊接，所述绝缘层与金属弹片焊接。
所述绝缘层上蒸镀有薄膜吸收器。
所述金属弹片材质可以是钨、钼、无氧铜或无磁不锈钢，绝缘层材质可以是SiO2、Al2O3、AlN、BN、BeO或金刚石。
本实用新型的优点在于，
1. 与传统的陶瓷夹持结构比较，新结构提高了慢波结构的散热能力。
2. 与传统的陶瓷夹持结构比较，新结构提高了行波管的可靠性。传统的陶瓷夹持结构中，陶瓷夹持杆很容易折断，新结构中采用金属绝缘结构，没有折断问题。
3. 为了进一步提高螺旋线的散热能力，提高行波管的输出功率、可靠性和寿命，金属弹片与管壳、绝缘层与螺旋线之间可以使用焊料焊接，降低热阻、提高热传导。
4. 由于金属弹片的容载效应，与陶瓷杆夹持的螺旋线慢波结构相比较，该慢波结构的带宽更宽。
5. 与通常使用的电子枪、磁系统、收集极、输入输出口等兼容，没有特别的要求。
6. 适用于所有频段螺旋线行波管，特别是毫米波行波管。由于波长与尺寸的共度性，到毫米波段，螺旋线慢波结构的尺寸非常小，传统的陶瓷杆夹持螺旋线工艺难度非常大。使用本实用新型的夹持结构，可以降低工艺难度，提高产品合格率和可靠性。
7. 可以适用于与螺旋线慢波相近的结构，如环杆慢波结构、环圈慢波结构、交叉螺旋线慢波结构等。只要中心导体与外壳需要绝缘且夹持定位的，就可以使用本发明的方法实现，且同样具有1～6项的优点。
附图说明
图1为本实用新型一种螺旋线行波管慢波夹持结构第一种实施方式的结构示意图；
图2为图1螺旋线行波管慢波夹持结构的金属弹片的结构示意图；
图3为螺旋线行波管慢波夹持结构第二种实施方式的结构示意图；
图4为图3螺旋线行波管慢波夹持结构的金属弹片的结构示意图；
图5为螺旋线行波管慢波夹持结构第三种实施方式的结构示意图；
图6为图5螺旋线行波管慢波夹持结构的金属弹片的结构示意图；
图7为螺旋线的结构示意图；
图8为管壳的结构示意图；
图9为现有技术结构示意图；
上述图中的标记均为：1、金属弹片，2、绝缘层，3、螺旋线，4、管壳。
具体实施方式
实施例一
本实施例公开了一种螺旋线行波管慢波夹持结构，如图1和图2所示，包括管壳4和螺旋线3，螺旋线3装入管壳4的空腔内，管壳4的空腔内设有两个以上的金属弹片1，金属弹片1卡紧螺旋线3，金属弹片1与螺旋线3接触部分设有绝缘层2。金属弹片1为片状，金属弹片1的两端设有弯折部，弯折部与管壳4内壁相适配。
管壳4与金属弹片1焊接，绝缘层2与金属弹片1焊接。绝缘层2上蒸镀有薄膜吸收器。金属弹片1材质是无磁不锈钢，绝缘层2材质是SiO2。
实施例二
本实施例公开了一种螺旋线行波管慢波夹持结构，如图3和图4所示，包括管壳4和螺旋线3，螺旋线3装入管壳4的空腔内，管壳4的空腔内设有两个以上的金属弹片1，金属弹片1卡紧螺旋线3，金属弹片1与螺旋线3接触部分设有绝缘层2。金属弹片1为圆杆状，金属弹片1的两端向内弯折，弯折形状与管壳4内壁相适配。
管壳4与金属弹片1焊接，绝缘层2与金属弹片1焊接。绝缘层2上蒸镀有薄膜吸收器。金属弹片1材质是无磁不锈钢，绝缘层2材质是SiO2。
绝缘层2可以使用涂覆、气相沉积、电泳等工艺方法制作在金属弹片1表面。为了改善散热，提高行波管的可靠性，绝缘层2要求保持绝缘的同时尽可能薄，且在底层金属上附着牢固、可靠。通过金属弹片1的弹压力夹持螺旋线3，夹持方法可以使用弹压法、热膨胀夹持法等工艺实现。为了进一步提高螺旋线3的散热能力，提高行波管的输出功率、可靠性和寿命，金属弹片1与管壳4、绝缘层2与螺旋线3之间可以使用焊料焊接，降低热阻、提高热传导。金属弹片1可以使用钨、钼、无氧铜、无磁不锈钢等材料，表面绝缘层2可以使用SiO2、Al2O3、AlN、BN、BeO、金刚石等材料。
实施例三
本实施例公开了一种螺旋线行波管慢波夹持结构，如图5和图6所示，包括管壳4和螺旋线3，螺旋线3装入管壳4的空腔内，管壳4的空腔内设有两个以上的金属弹片1，金属弹片1卡紧螺旋线3，金属弹片1与螺旋线3接触部分设有绝缘层2。金属弹片1为月牙形，月牙形金属弹片1的一侧为与管壳4内壁相适配的弧形。
管壳4与金属弹片1焊接，绝缘层2与金属弹片1焊接。绝缘层2上蒸镀有薄膜吸收器。金属弹片1材质是无磁不锈钢，绝缘层2材质是SiO2。
以上实施例中夹持结构的制作工艺步骤为：
1、设计螺旋线3慢波结构，确定结构尺寸、使用的材料、夹持方法、工艺等；
2、制作金属弹片1。金属弹片1可以使用不同的材料和形状。常规可以使用钨、钼、无氧铜、无磁不锈钢等材料；金属弹片1根据需要可以设计成不同的形状，如片状、月牙状、圆杆、方杆等形状。
3、制作夹持弹片，在金属弹片1上覆绝缘层2。绝缘层2可以使用SiO2、Al2O3、AlN、BN、BeO、金刚石等材料，绝缘材料可以使用涂覆、气相沉积、电泳等工艺方法制作在金属弹片1表面；
4、根据设计需要在绝缘层2上相应的位置制作薄膜吸收器。制作工艺、材料、测试方法与常规薄膜吸收器相似；
5、准备好螺旋线3、管壳4；
6、设计、加工装配工装；工装设计原理与常规的螺旋线慢波装配工装设计原理、工艺方法相似。
7、将螺旋线3、金属弹片1装入管壳4；要求管壳4、金属弹片1、螺旋线3之间保持一定的压力，接触良好，保证散热需要。必要时将管壳4、金属弹片1、螺旋线3之间通过钎焊焊接，进一步改善散热条件。至此金属弹片1夹持螺旋线3已经实现。以后的工艺与常规螺旋线行波管工艺一致。
以上实施例的优点在于，
1. 与传统的陶瓷夹持结构比较，新结构提高了慢波结构的散热能力。
2. 与传统的陶瓷夹持结构比较，新结构提高了行波管的可靠性。传统的陶瓷夹持结构中，陶瓷夹持杆很容易折断，新结构中采用金属绝缘结构，没有折断问题。
3. 为了进一步提高螺旋线3的散热能力，提高行波管的输出功率、可靠性和寿命，金属弹片1与管壳4、绝缘层2与螺旋线3之间可以使用焊料焊接，降低热阻、提高热传导。
4. 由于金属弹片1的容载效应，与陶瓷杆夹持的螺旋线慢波结构相比较，该慢波结构的带宽更宽。
5. 与通常使用的电子枪、磁系统、收集极、输入输出口等兼容，没有特别的要求。
6. 适用于所有频段螺旋线行波管，特别是毫米波行波管。由于波长与尺寸的共度性，到毫米波段，螺旋线慢波结构的尺寸非常小，传统的陶瓷杆夹持螺旋线3工艺难度非常大。使用本实用新型的夹持结构，可以降低工艺难度，提高产品合格率和可靠性。
7. 可以适用于与螺旋线慢波相近的结构，如环杆慢波结构、环圈慢波结构、交叉螺旋线慢波结构等。只要中心导体与外壳需要绝缘且夹持定位的，就可以使用本发明的方法实现，且同样具有1～6项的优点。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种螺旋线行波管慢波夹持结构，包括管壳（4）和螺旋线（3），所述螺旋线（3）装入管壳（4）的空腔内，其特征在于，所述管壳（4）的空腔内设有两个以上的金属弹片（1），所述金属弹片（1）卡紧所述螺旋线（3），所述金属弹片（1）与螺旋线（3）接触部分设有绝缘层（2）。
2.如权利要求1所述的螺旋线行波管慢波夹持结构，其特征在于，所述金属弹片（1）为片状，金属弹片（1）的两端设有弯折部，所述弯折部与管壳（4）内壁相适配。
3.如权利要求1所述的螺旋线行波管慢波夹持结构，其特征在于，所述金属弹片（1）为圆杆状，金属弹片（1）的两端向内弯折，弯折形状与管壳（4）内壁相适配。
4.如权利要求1所述的螺旋线行波管慢波夹持结构，其特征在于，所述金属弹片（1）为月牙形，月牙形金属弹片（1）的一侧为与管壳（4）内壁相适配的弧形。
5.如权利要求1~4任一所述的螺旋线行波管慢波夹持结构，其特征在于，所述管壳（4）与金属弹片（1）焊接，所述绝缘层（2）与金属弹片（1）焊接。
6.如权利要求5所述的螺旋线行波管慢波夹持结构，其特征在于，所述绝缘层（2）上蒸镀有薄膜吸收器。
7.如权利要求6所述的螺旋线行波管慢波夹持结构，其特征在于，所述金属弹片（1）材质可以是钨、钼、无氧铜或无磁不锈钢，绝缘层（2）材质可以是SiO2、Al2O3、AlN、BN、BeO或金刚石。
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