CN205645748U - 一种内收集极和包括该内收集极的收集极以及包括该收集极的行波管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内收集极，所述内收集极的电子注入口呈斜口设置。本实用新型所提供的内收集极通过改变电子注入口的设置方式，使得电场等位面透镜偏向内收集极下部，进而使得电子注在进入内收集极后，将沿径向向内收集极下底面行进，利于提高收集极整体的散热性能。

Description

一种内收集极和包括该内收集极的收集极以及包括该收集极的行波管

技术领域

本实用新型涉及一种内收集极和包括该内收集极的收集极以及包括该收集极的行波管。

背景技术

空间行波管是空间通讯的核心器件，由于空间应用的特殊要求及空间行波管的不可修复性，使得可靠性成为行波管最重要性能之一。空间行波管主要散热方式为传导散热，大功率空间行波管输出功率大，热耗高，收集极散热压力大，解决该类型行波管收集极散热问题成为提高其可靠性的关键问题。

行波管中收集极结构通常由金属外收集极、绝缘瓷件、金属内收集极组成。电子注经过行波管的高频互作用系统，交出部分能量给行波场，电磁波信号得以放大。离开高频电场的电子注仍包含相当大的能量，利用降压收集极来继续回收这部分分量，以提高行波管的效率。而剩余的电子能量在收集极中转化为热能，并借助内收集极、绝缘瓷件及外收集极传导到管外。

图1所示为现有的收集极结构的剖面示意图，其中收集极内收为对称型，其包括内收集极1ˊ、外收集极3ˊ和绝缘瓷件2ˊ，内收集极1ˊ上的电子注入口4ˊ呈水平口设置，且该电子注入口4ˊ垂直于电子注入射方向设置。图2所示为现有收集极与底板及收集极上盖焊接后的剖面图，其中收集极的下部5ˊ用于与底板7ˊ紧密焊接，收集极上半部6ˊ用于与收集极上盖8ˊ紧密焊接。

图3所示为针对现有收集极的等位面与电子轨迹示意图，其中以A点电子和B点电子说明现有收集极电子运动轨迹，图3中，1向为电子注进入方向，2向为A点电子进入电极运动方向，3向为A点电子运动方向等位线径向分量，4向为A点电子运动方向等位线切向分量，5向为A点电子注受力方向，6向为B点电子进入电极运动方向，7向为B点电子受力方向。

电子注径直进入收集极后，因电荷间的斥力向四周发散，其中A点电子运动方向如图3所示，将A点电子运动方向分解为电场等位线径向方向(即3向)和切向方向(即4向)；在电位差的作用下，A点电子受到等位线径向向上的力，在此力作用下，A点电子沿等位线径向方向运动速度减小，其运动方向越来越偏向左侧，直至达到收集极内壁上。B点电子为收集极中轴线上电子，运动方向与等位线径向方向重合，B点电子运动不发生偏离，直接减速打在收集极底盖上。以B点电子为分界线，左侧的电子打在左侧，右侧的电子打在右侧。由于电子注及收集极的对称性，电子打在收集极各个方向上的数量基本均等，收集极各向产生的热量也均等，故电子打在内收集极1ˊ各个方向上的数量基本均等，由于在使用中，收集极的下部5ˊ用于与底板紧密焊接，收集极内的一部分热能直接传导至底板进行散热，而另一部分热能由收集极上半部6ˊ通过传导到收集极的下半部5ˊ，再传导至底板进行散热，收集极上的热耗越大，收集极的上部6ˊ与收集极的下部5ˊ的温差越大，进而造成上下散热不均匀。

因此，需要设计一种在不改变电性能的前提下，能使收集极收集的电流更多的打在靠近底板部位、能够大大提高收集极散热效果的收集极。

实用新型内容

本实用新型要解决的第一个技术问题是提供一种内收集极，该内收集极通过改变电子注入口的设置方式，使得电场等位面透镜偏向内收集极下部，进而使得电子注在进入内收集极后，将沿径向向内收集极下底面行进，利于提高收集极整体的散热性能。

本实用新型要解决的第二个技术问题是提供一种包括上述内收集极的收集极的收集极，该种结构的收集极，克服了传统收集极上部、下部散热不均匀，会导致收集极局部过热等现象出现的缺陷，且本实用新型所提供的收集极能够满足空间大功率行波管散热的需求。

本实用新型要解决的第三个技术问题是提供一种包括上述收集极的行波管，其解决了现有行波管中收集极上部、下部散热不均匀，导致局部过热，从而影响行波管可靠性的问题；即本实用新型在增加了收集极的散热能力的同时，大大提高了大功率空间行波管的可靠性。

为解决上述第一个技术问题，本实用新型采用下述技术方案：

一种内收集极，所述内收集极的电子注入口呈斜口设置。

进一步的，所述内收集极本体具有相对于其过轴线的第一截面的对称面。

进一步的，所述电子注入口的口端轴线与所述内收集极的本体轴线所构成的面为所述第一截面。

进一步的，所述内收集极的前部为锥状结构，所述内收集极的后部为筒状结构。

进一步的，所述电子注入口的上端边沿点和所述电子注入口的下端边沿点分别位于所述内收集极的轴线两侧。

为解决上述第二个技术问题，本实用新型采用下述技术方案：

一种包括上述内收集极的收集极，所述收集极还包括设置在所述内收集极外侧的外收集极，所述内收集极与外收集极之间封装有绝缘导热瓷件。

为解决上述第三个技术问题，本实用新型采用下述技术方案：

一种包括上述收集极的行波管，所述行波管还包括底板和收集极上盖；收集极匹配的设置在所述底板和收集极上盖之间。

进一步的，内收集极上呈斜口设置的电子注入口被设置为使得电子注更多偏向底板的方向。

进一步的，所述第一截面垂直于所述底板板面。

本实用新型中通过改进内收集极的结构，即内收集极的电子注入口呈斜口设置，根据电子光学原理，此种结构的内收集极，电场等位面透镜偏向内收集极下部，更多的电子注将沿径向与底板接触的收集极下底面行进，轰击收集极产生热量，直接与底板进行传导散热，从而增强收集极的散热性能；克服了传统收集极在空间用大功率行波管中容易产生收集极上部、下部散热不均匀，局部过热等现象的缺陷，在大幅度的增加了收集极的散热能力的同时，大大提高了大功率空间行波管的可靠性。

附图说明

图1为现有的收集极结构的剖面示意图。

图2为现有收集极与底板及收集极上盖焊接后的剖面图。

图3为针对现有收集极的等位面与电子轨迹示意图。

图4为本实用新型第一实施例中内收集极结构的剖面示意图之一。

图5为本实用新型第一实施例中内收集极结构的剖面示意图之二。

图6为本实用新型第一实施例中收集极等位面与电子轨迹示意图。

图7为本实用新型第二实施例中收集极结构的剖面示意图。

图8为本实用新型第三实施例中行波管的整体结构示意图。

图9为本实用新型第三实施例中底板、收集极和收集极上盖之间的配合结构剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

实施例1：

如图4、5所示，一种内收集极10，所述内收集极10的电子注入口11呈斜口设置；所述电子注入口11的口端轴线111与所述内收集极10的本体轴线12所构成的面为所述第一截面13，所述内收集极10本体具有相对于其过轴线的第一截面13的对称面。

所述内收集极10的前部14为锥状结构，所述内收集极10的后部15为筒状结构。

进一步的，所述电子注入口11的上端边沿点112和所述电子注入口11的下端边沿点113分别位于所述内收集极10的轴线12两侧。

如图6所示，图6为收集极等位面与电子轨迹示意图，本实施例以B点电子说明收集极电子运动轨迹，B点电子为电子注进入本实用新型所提供的内收集极后中轴线上的电子，其中1向为电子注进入方向，2向为B点电子进入电极运动方向，3向为B点电子运动方向等位线径向分量，4向为B点电子运动方向等位线切向分量，5向为B点电子注受力方向；由于本实用新型中内收集极的内收电子注入口为斜口设置，等位线径向方向与内收集极中轴线即B点电子运动方向存在夹角，B点电子在电场作用下向偏心的方向偏转，直至打在内收集极内壁上，中轴线上的电子和部分中轴线右侧的电子也将偏转方向至左侧，直至电子运动轨迹与等位线径向一致的部分电子为界；根据电子光学原理，此种结构，电场等位面透镜偏向内收集极下部，更多的电子注将沿透镜径向朝与底板接触的收集极下底面行进，轰击收集极产生热量，从而增强收集极的整体散热性能。

实施例2：

如图7所示，本实施例提供一种包括上述内收集极10的收集极，所述收集极还包括设置在所述内收集极10外侧的外收集极30，所述内收集极10与外收集极30之间封装有绝缘导热瓷件20。

实施例3：

如图1至9所示，本实施例提供一种包括上述收集极的行波管，所述行波管还包括底板40和收集极上盖50；收集极匹配的设置在所述底板40和收集极上盖50之间。

进一步的，内收集极10上呈斜口设置的电子注入口11被设置为使得电子注更多偏向底板40的方向；所述第一截面13垂直于所述底板40板面设置。所述收集极的下半部60与底板40锡焊，收集极的上半部70与收集极上盖50锡焊，本实施例中收集极整体外形为圆柱型，底板40和收集极上盖50焊接面形状与收集极外形一致，以便于焊接。

实用新型通过改进内收集极的结构，使得电场等位面透镜偏向内收集极下部，更多的电子注将沿径向与底板接触的收集极下底面行进，轰击收集极产生热量，直接与底板进行传导散热，使得收集极上部、下部散热均匀，收集极上部与收集极下部之间的温差小，不会出现局部过热等现象，从而在大幅度的增加了收集极的整体散热能力的同时，大大提高了大功率空间行波管的可靠性。

本文中所采用的描述方位的词语“上”、“下”、“左”、“右”等均是为了说明的方便基于附图中图面所示的方位而言的，在实际装置中这些方位可能由于装置的摆放方式而有所不同。

综上所述，本实用新型所述的实施方式仅提供一种最佳的实施方式，本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本实用新型所揭示的内容而作各种不背离本实用新型创作精神的替换及修饰；因此，本实用新型的保护范围不限于实施例所揭示的技术内容，故凡依本实用新型的形状、构造及原理所做的等效变化，均涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种内收集极，其特征在于：所述内收集极的电子注入口呈斜口设置。

2.根据权利要求1所述的一种内收集极，其特征在于：所述内收集极本体具有相对于其过轴线的第一截面的对称面。

3.根据权利要求2所述的一种内收集极，其特征在于：所述电子注入口的口端轴线与所述内收集极的本体轴线所构成的面为所述第一截面。

4.根据权利要求2所述的一种内收集极，其特征在于：所述内收集极的前部为锥状结构，所述内收集极的后部为筒状结构。

5.根据权利要求1所述的一种内收集极，其特征在于：所述电子注入口的上端边沿点和所述电子注入口的下端边沿点分别位于所述内收集极的轴线两侧。

6.一种包括如权利要求1至5所述内收集极的收集极，其特征在于：所述收集极还包括设置在所述内收集极外侧的外收集极，所述内收集极与外收集极之间封装有绝缘导热瓷件。

7.一种包括如权利要求6所述收集极的行波管，其特征在于：所述行波管还包括底板和收集极上盖；收集极匹配的设置在所述底板和收集极上盖之间。

8.根据权利要求6所述的行波管，其特征在于：内收集极上呈斜口设置的电子注入口被设置为使得电子注更多偏向底板的方向。

9.根据权利要求6所述的行波管，其特征在于：所述第一截面垂直于所述底板板面。