CN206497870U - 一种寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，它包括波纹形电子枪瓷环(1)，安装在波纹形电子枪瓷环(1)内部上方的阳极组件(2)，安装在阳极组件(2)下方的聚束极(3)，安装在聚束极(3)下方的阴极(4)，与阴极(4)相连的热丝(5)，安装在阴极(4)外周的第一热屏筒(6)，位于第一热屏筒(6)外周的阴极支撑筒(7)，位于阴极支撑筒(7)外周的第二热屏筒(8)，第二热屏筒(8)安装在支撑筒(9)上方；通过刀口封接在波纹形电子枪瓷环(1)顶部的枪壳定位环(10)和安装在波纹形电子枪瓷环(1)底部的吸气剂(11)。本实用新型提供的电子枪，寿命长，可靠性和稳定性高，加热效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种行波管用的电子枪，具体涉及一种寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪。
背景技术
电子枪作为行波管的重要组成部分，作为行波管输入能量的来源，其长寿命，高可靠的特点至关重要。而现有技术中的电子枪存在以下缺点：
1.大电流密度下，阴极寿命短；
2.正离子在电子枪电场作用下回轰阴极；
3.电子枪各电极间绝缘差，易打火；
4.电子注易受外部电场影响，电子注状态易改变；
5、装配精密度低，不能发射出符合耦合腔行波管工作的特定形状的电子注。
因此，很有必要在现有技术的基础之上研究设计一种结构设计合理，精密度高，寿命长、可靠性好、加热效率高的空间行波管电子枪。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种结构设计合理，精密度高，寿命长、可靠性好、加热效率高的空间行波管电子枪。
技术方案：为了实现以上目的，本实用新型所采取的技术方案为:
一种寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，它包括：波纹形电子枪瓷环，安装在波纹形电子枪瓷环内部上方的阳极组件，安装在阳极组件下方的聚束极，安装在聚束极下方的阴极，与阴极相连的热丝，安装在阴极外周的第一热屏筒，位于第一热屏筒外周的阴极支撑筒，位于阴极支撑筒外周的第二热屏筒，第二热屏筒安装在支撑筒上方；
通过刀口封接在波纹形电子枪瓷环顶部的枪壳定位环和安装在波纹形电子枪瓷环底部的吸气剂。
作为优选方案，以上所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，所述的第一热屏筒和第二热屏筒均采用厚度为0.05mm的钽皮制成。
作为优选方案，以上所述的的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，所述的第二热屏筒下方设有屏蔽盖。
作为优选方案，以上所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，所述的阳极组件设有阳离子阱。
作为优选方案，以上所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，所述的支撑筒上开设有槽。
作为优选方案，以上所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，阳极组件安装在封接环上，封接环形成屏蔽筒。
作为优选方案，以上所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，所述的阴极为球面阴极。
本实用新型电子枪枪壳瓷环采用氧化铝波纹状瓷环，可进一步增加耐压路径，增加耐压强度，提高电子枪工作的可靠性，降低产品打火概率。通过冷高压处理的方式对行波管电子枪安全间距进行检查，电子枪耐压可以达到10kV，是工作电压的2.5倍，从而判断电子枪各电极绝缘性能良好及各电极之间具有较高的耐压裕度。
本实用新型考察筛选了平封和刀封电子枪结构对比情况。借助ANSYS软件对电子枪枪壳封接结构建模，设置氩弧焊焊口的温度为1500℃，时间为1min，进行陶瓷-金属封接应力仿真。从仿真结果可以看出，平封结构电子枪枪壳定位环-陶瓷环表面的应力分布处最大应力为345.7MPa，而刀口封结构电子枪枪壳在氩弧焊时枪壳定位环与陶瓷环的封接处的封接应力最大值为72.96MPa。仿真结果表明：刀口封接应力明显优于平封结构。因此，本实用新型采用刀口封接波纹形电子枪瓷环和枪壳定位环。
本实用新型采用的高加热效率的电子枪结构对热屏材料、尺寸及相应结构进行改进。由于要尽可能减小热传导损耗，因此一般选用热导率低的材料。本实用新型通过大量实验筛选，热屏筒材料选用为钽。钽的辐射系数和热导率分别为0.48和57.5(W/m*K)。
并对热屏筒等材料厚度进一步优化选取，本实用新型选用厚度为0.05mm的钽皮制作第一热屏筒和第二热屏筒，可减小热容量。
另外本实用新型对阴极支撑筒、支撑筒等零件进行开槽，增加导热路径，起到保温效果。
本实用新型电子枪内部结构上通过设置阳离子阱，使阳极电位较管体高数百伏，形成离子阱效应，抑制电子注轰击高频部分产生的正离子回轰阴极产生不利影响，提高产品可靠性。
本实用新型通过增高定位阳极的封接环形成屏蔽筒，可达到电磁屏蔽的效果。
本实用新型通过选取较低的阴极电流密度和较低的工作温度，降低阴极负荷从而提高阴极工作寿命，本实用新型阴极电流密度优化选取＜1A/cm2，阴极工作温度低于1000℃，从而保证产品使用寿命12年至15年。
有益效果：本实用新型提供的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪与现有技术相比具有以下优点：
本实用新型提供的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，结构设计合理，通过大量实验筛选出电子枪的部件，组装得到精密度高的电子枪。本实用新型提供的电子枪，使用寿命长可达12年至15年，可靠性和稳定性更高，加热效率高，保温性能好，可克服现有技术的诸多不足。
附图说明
图1为本实用新型提供的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪的结构示意图。
图2是本实用新型电子枪中的阴极与阴极支撑筒等组装时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1和图2所示，一种寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，它包括：波纹形电子枪瓷环1，安装在波纹形电子枪瓷环1内部上方的阳极组件2，安装在阳极组件2下方的聚束极3，安装在聚束极3下方的阴极4，与阴极4相连的热丝5，安装在阴极4外周的第一热屏筒6，位于第一热屏筒6外周的阴极支撑筒7，位于阴极支撑筒7外周的第二热屏筒8，第二热屏筒8安装在支撑筒9上方；
通过刀口封焊接在波纹形电子枪瓷环1顶部的枪壳定位环10和安装在波纹形电子枪瓷环1底部的吸气剂11。
以上所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，所述的第一热屏筒6和第二热屏筒8均采用厚度为0.05mm的钽皮制成。
以上所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，所述的第二热屏筒8下方设有屏蔽盖12。
以上所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，所述的阳极组件2设有阳离子阱。
以上所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，所述的支撑筒9上开设有槽。
以上所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，阳极组件2安装在封接环上，封接环形成屏蔽筒。
以上所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，所述的阴极4为球面阴极。
实施例2
采用现有原结构和本实用新型电子枪进行温度试验。并与原结构电子枪温度试验进行对比：
表1原结构电子枪温度试验
| 加热功率(W) | 5.01 | 5.75 | 6.15 | 6.57 | 6.96 | 7.46 | 8.47 |
| 阴极温度(℃) | 904 | 955 | 980 | 1004 | 1022 | 1046 | 1101 |
表2本实用新型电子枪温度试验
| 加热功率(W | 3.67 | 4.35 | 5.07 | 5.87 | 6.75 | 7.68 | 8.69 |
| 阴极温度(℃) | 886 | 947 | 1001 | 1059 | 1109 | 1161 | 1207 |
从以上数据结果可以看出，在相同的热丝加热功率(例如5.01W)情况下，阴极温度原结构电子枪为904℃，而本实用新型的电子枪温度为989℃，温度提升了85℃左右，而对比在相同的阴极温度时，高加热效率结构电子枪热丝加热功率较原结构下降1.5W左右。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，其特征在于，它包括：波纹形电子枪瓷环(1)，安装在波纹形电子枪瓷环(1)内部上方的阳极组件(2)，安装在阳极组件(2)下方的聚束极(3)，安装在聚束极(3)下方的阴极(4)，与阴极(4)相连的热丝(5)，安装在阴极(4)外周的第一热屏筒(6)，位于第一热屏筒(6)外周的阴极支撑筒(7)，位于阴极支撑筒(7)外周的第二热屏筒(8)，第二热屏筒(8)安装在支撑筒(9)上方；
通过刀口封接在波纹形电子枪瓷环(1)顶部的枪壳定位环(10)和安装在波纹形电子枪瓷环(1)底部的吸气剂(11)。
2.根据权利要求1所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，其特征在于，所述的第一热屏筒(6)和第二热屏筒(8)均采用厚度为0.05mm的钽皮制成。
3.根据权利要求1所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，其特征在于，所述的第二热屏筒(8)下方设有屏蔽盖(12)。
4.根据权利要求1所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，其特征在于，所述的阳极组件(2)设有阳离子阱。
5.根据权利要求1所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，其特征在于，所述的支撑筒(9)上开设有槽。
6.根据权利要求1所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，其特征在于，阳极组件(2)安装在封接环上，封接环形成屏蔽筒。
7.根据权利要求1所述的寿命长、加热效率高的空间行波管电子枪，其特征在于，所述的阴极(4)为球面阴极。
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|---|---|---|---|---|
| CN111146053A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-12 | 南京三乐集团有限公司 | 一种空间行波管堆叠式框架电子枪 |
| CN114284121A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-05 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 用于行波管的电子枪及其制备方法 |
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