CN206685344U - 一种电磁聚焦行波管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种电磁聚焦行波管，包括电子枪、高频结构、聚焦系统和收集极，聚焦系统包括输入磁屏、绕制在高频结构的行波管管体上的用于聚焦电子束的多组线圈、外部磁路和输出磁屏。本实用新型可将电磁聚焦行波管的功耗、体积和重量均降低一个数量级。

Description

一种电磁聚焦行波管

技术领域

本实用新型涉及真空电子器件领域。更具体地，涉及一种电磁聚焦行波管。

背景技术

行波管是目前军事装备上应用最广泛的微波管，由于其无可替代的宽频带特点，广泛应用于各种军用雷达、导航、电子对抗、通信和广播通信系统等领域，被誉为武器装备的“心脏”。大功率行波管主要是应远程探测雷达和目标特性成像雷达的需求发展研制的，其一般具有上百千瓦峰值功率，几千瓦至数十千瓦的平均功率，工作带宽约10％，脉冲宽度为百微秒级甚至到毫秒级准连续波状态。

周期永磁聚焦(PPM)是最常用的行波管磁聚焦方式，周期永磁聚焦行波管具有体积小、重量轻、无需电源、聚焦磁场可在动态进行灵活调整等优点。但大功率行波管无法采用PPM聚焦方式，主要原因有：(1)PPM聚焦的实现离不开慢波线上的众多导磁极靴，其材料是导热性能不佳的纯铁，使行波管功率容量受到极大限制。目前PPM聚焦方式达到的功率水平为p·f²值约400kW·GHz²，进一步提升的潜力有限；(2)PPM聚焦方式电子注存在固有波动，电子注刚性差，尤其是电子注参与能量交换后，电子速度下降，容易进入不稳定区，造成动态流通率下降。

对功率水平p·f²值大于400kW·GHz²的大功率行波管，目前采用电磁聚焦方式。采用电磁聚焦方式的电磁聚焦行波管，慢波线不再需要导磁极靴，慢波线可整体采用无氧铜材料。无氧铜的热导率5倍于工业纯铁，慢波线整体功率承受水平大大提高。此外，在提供高流通率方面，电磁聚焦行波管比周期永磁聚焦行波管具有天然的优势：无固有的波动问题且电子注刚性好。因此在流通率，特别是动态流通率指标方面，电磁聚焦行波管优于周期永磁聚焦行波管。

现有的电磁聚焦行波管包括电子枪，高频结构，聚焦系统和收集极，高频结构包括行波管管体、输入窗和输出窗，聚焦系统包括输入磁屏、外部磁 路、输出磁屏和独立于行波管的用于聚焦电子束的电磁线包，该聚焦系统的具体结构是输入磁屏、外部磁路和输出磁屏构成容纳高频结构的行波管管体的密封外壳，电磁线包套在密封外壳外部。这样，为了能够将密封外壳放入电磁线包，电磁线包的内径一般较大，导致电磁线包体积大、重量重、耗能高，进而导致电磁聚焦行波管整体体积大、重量重、耗能高及使用不便。

因此，需要提供一种体积小、重量轻、耗能低、电子注通过率高，特别是能够满足大功率脉冲行波管的聚焦要求的电磁聚焦行波管。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有一体化电磁聚焦结构的电磁聚焦行波管，以满足大功率脉冲行波管的聚焦要求，解决现有电磁聚焦行波管体积大、重量重、耗能高及使用不便的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种电磁聚焦行波管，包括电子枪、高频结构、聚焦系统和收集极，所述聚焦系统包括输入磁屏、绕制在所述高频结构的行波管管体上的用于聚焦电子束的多组线圈、外部磁路和输出磁屏。

优选地，所述输入磁屏、外部磁路和输出磁屏构成容纳所述行波管管体和所述多组线圈的密闭外壳，所述高频结构的输入窗和输出窗以及线圈的引线插头暴露于该密闭外壳外。

由于本实用新型的电磁聚焦行波管的线圈直接绕制在行波管管体上，进一步地该线圈位于输入磁屏、外部磁路和输出磁屏构成的密闭外壳内，因此相比于现有的电磁线包套在密封外壳外部的电磁聚焦行波管，本实用新型的电磁聚焦行波管的线圈的功耗、体积和重量均降低了一个数量级，进而使得本实用新型的电磁聚焦行波管的功耗、体积和重量均降低了一个数量级，且本实用新型的电磁聚焦行波管的线圈更靠近行波管管体，线圈产生的磁场更强更均匀。

优选地，各组线圈沿所述行波管管体的轴向依次绕制在所述行波管管体上。

优选地，每组线圈密绕绕制在所述行波管管体上。

优选地，所述各组线圈之间存在空隙，该空隙利于电磁聚焦行波管的散热。

优选地，相邻的两组线圈之间通过短路片进行短接，作为多组线圈整体的外接接头的两侧的线圈的外侧接头分别连接至引线插头。

优选地，所述线圈为铝线圈或紫铜线圈。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型所述技术方案将电磁聚焦行波管的功耗、体积和重量均降低了一个数量级，且本实用新型所述技术方案中的线圈相比现有技术更靠近行波管管体，线圈产生的磁场更强更均匀，电磁聚焦行波管的综合指标大大优于现有的电磁聚焦行波管。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1示出本实用新型公开的电磁聚焦行波管的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型公开的电磁聚焦行波管，包括电子枪、高频结构、聚焦系统和收集极，聚焦系统包括输入磁屏1、绕制在高频结构的行波管管体4上的用于聚焦电子束的多组线圈5、外部磁路2和输出磁屏3，输入磁屏1、外部磁路2和输出磁屏3构成容纳行波管管体4和多组线圈5的密闭外壳，高频结构的输入窗和输出窗以及线圈5的引线插头暴露于该密闭外壳外。输入磁屏1、外部磁路2和输出磁屏3还起到了构成磁场回路，或者说构成磁场的传输路径的作用。

由于本实用新型公开的电磁聚焦行波管的线圈5直接绕制在行波管管体4上，且线圈5位于密闭外壳内，因此相比于现有的电磁线包套在外壳外部的电磁聚焦行波管，本实用新型的电磁聚焦行波管的线圈5的功耗、体积和重量均降低了一个数量级，进而使得本实用新型公开的电磁聚焦行波管的功耗、体积和重量均降低了一个数量级，且本实用新型的电磁聚焦行波管的线圈5更靠近行波管管体4，线圈产生的磁场更强更均匀。

需要说明的是，本实用新型公开的电磁聚焦行波管中的输入磁屏1、外部磁路2、输出磁屏3和行波管管体4的结构可与现有的电磁聚焦行波管相同，这样，本实用新型公开的电磁聚焦行波管的输入磁屏1、外部磁路2、输出磁 屏3和行波管管体4可利用现有的模具和工艺流程进行制作，有利于本实用新型公开的电磁聚焦行波管的推广使用。

本实用新型中的各组线圈5沿行波管管体4的轴向依次绕制在行波管管体4上，图1示出的是共十一组线圈5由左至右(或由右至左)绕制在行波管管体4上。

进一步，每组线圈5采用密绕的绕法绕制，即每组线圈5均密绕绕制在行波管管体4上。

进一步，各组线圈5之间存在空隙，该空隙利于电磁聚焦行波管的散热。在各组线圈5之间存在空隙的情况下，相邻的两组线圈5之间通过短路片进行短接，多组线圈5作为一个整体的两个外接接头为两侧的线圈5的外侧接头，两侧的线圈5的外侧接头分别连接至暴露于密闭外壳外的引线插头的内部。

进一步，线圈5的制作材料为铝或紫铜，即线圈5为铝线圈或紫铜线圈。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种电磁聚焦行波管，包括电子枪、高频结构、聚焦系统和收集极，其特征在于，所述聚焦系统包括输入磁屏、绕制在所述高频结构的行波管管体上的用于聚焦电子束的多组线圈、外部磁路和输出磁屏。

2.根据权利要求1所述的电磁聚焦行波管，其特征在于，所述输入磁屏、外部磁路和输出磁屏构成容纳所述行波管管体和所述多组线圈的密闭外壳，所述高频结构的输入窗和输出窗以及线圈的引线插头暴露于该密闭外壳外。

3.根据权利要求2所述的电磁聚焦行波管，其特征在于，各组线圈沿所述行波管管体的轴向依次绕制在所述行波管管体上。

4.根据权利要求3所述的电磁聚焦行波管，其特征在于，每组线圈密绕绕制在所述行波管管体上。

5.根据权利要求4所述的电磁聚焦行波管，其特征在于，所述各组线圈之间存在空隙。

6.根据权利要求5所述的电磁聚焦行波管，其特征在于，相邻的两组线圈之间通过短路片进行短接，两侧的线圈的外侧接头分别连接至引线插头。

7.根据权利要求1所述的电磁聚焦行波管，其特征在于，所述线圈为铝线圈或紫铜线圈。