CN210837642U - 一种小型化、轻重量、高效率的四级降压收集极 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型化、轻重量、高效率的四级降压收集极，它包括收集极筒（1）、安装在收集极筒（1）内的一体式收集极瓷筒（3）和安装在一体式收集极瓷筒（3）内部的偏心收集极芯（2）；偏心收集极芯（2）包含收集极芯一（2‑1）、收集极芯二（2‑2）、收集极芯三（2‑3）和收集极芯四（2‑4）；偏心收集极芯（2）与一体式收集极瓷筒（2）之间安装有铜螺旋线（4）；收集极筒（1）和一体式收集极瓷筒（2）之间安装有铜螺旋线（4）。本实用新型结构设计合理，适用于低轨移动通信卫星Ka波段行波管配套，具有尺寸小、装配工艺简单、结构强度好、环境适应性强、可靠性高、效率高等优点。

Description

一种小型化、轻重量、高效率的四级降压收集极

技术领域

本实用新型涉及一种行波管的收集极，具体设计一种小型化、轻重量、高效率的四级降压收集极。

背景技术

低轨道高速移动通信卫星工程，通过在组网卫星在轨运行基本实现覆盖全球的宽带互联网接入，组建完成后，在海域、无人岛、飞机等场所都能实现互联网实时连接，外界保持通信流畅。搭载在卫星上的Ka波段的空间行波管需具有高效率低重量长寿命的特点，为了保证低轨通信卫星组网卫星的部署，用户对行波管的重量和性能提出了很高的要求，低轨空间行波管的研制难度较大。因此，为了满足需求的快速发展以及实现关键技术，很有必要研制开发一种小型化Ka波段空间行波管。

收集极作为行波管中高能电子的能量回收装置，要求散热能力好、效率高、结构可靠性高。针对大功率的行波管，通过降压收集极设计技术，可有效降低整管功耗和配套电源的技术要求。目前多级降压收集极常用绝缘瓷支撑结构有瓷柱、瓷杆/板，装配工艺有磁挤压、焊接、热压等。但是缺少尺寸小，工作电压高、装配工艺简单的四级降压收集极。

发明内容

发明目的：本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种结构设计合理，适用于低轨移动通信卫星Ka波段行波管配套，具有尺寸小、装配工艺简单、结构强度好、环境适应性强、可靠性高、效率高的的四级降压收集极。

技术方案：为了实现以上目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种小型化、轻重量、高效率的四级降压收集极，它包括收集极筒、安装在收集极筒内的一体式收集极瓷筒和安装在一体式收集极瓷筒内部的偏心收集极芯；

所述的偏心收集极芯包含收集极芯一、收集极芯二、收集极芯三和收集极芯四；收集极芯一、收集极芯二、收集极芯三和收集极芯四安装在一体式收集极瓷筒内部的凸台上；

所述的收集极芯一、收集极芯二、收集极芯三和收集极芯四与一体式收集极瓷筒之间安装有铜螺旋线；

所述的收集极筒和一体式收集极瓷筒之间安装有铜螺旋线。

作为优选方案，以上所述的小型化、轻重量、高效率的四级降压收集极，收集极筒与底板焊接。

作为优选方案，以上所述的小型化、轻重量、高效率的四级降压收集极，收集极芯一、收集极芯二、收集极芯三和收集极芯四外侧加工有凹槽，铜螺旋线安装在凹槽内。

作为优选方案，以上所述的小型化、轻重量、高效率的四级降压收集极，一体式收集极瓷筒内部开设有引线通道，收集极芯一、收集极芯二、收集极芯三和收集极芯四的引线排布在引线通道内，相互绝缘。

收集极的设计直接影响到降压深度和电子注在收集极芯内壁的分布均匀性，如何更好的提高总效率以及将收集极的热量快速传递出来是降压收集极设计的关键。本实用新型通过大量实验筛选验证，采用热交换性能优良的四级降压收集极。将收集极筒与底板直接焊接，这样可大大提高散热能力，并且采用收集极芯一、收集极芯二、收集极芯三、收集极芯四的四个收集极芯结构采用电极偏心设计，可最大程度减少收集极小型化后带来的电子反转问题，提高行波管电子注流通率和收集极回收效率，使得该管的电子注流通率达98%以上。

现有技术的收集极采用常规的收集极瓷板或者瓷柱与收集极筒及收集极芯的接触面较小，散热能力较差，而本实用新型采用一体式瓷筒通过密集的铜螺旋线与收集极筒及收集极芯均进行完美的接触，实现散热效率最大化，同时铜螺旋线具有较强的弹性，能够降低一体式瓷筒上的局部应力，有利于收集极稳定性的提高。

有益效果：本实用新型提供的小型化、轻重量、高效率的四级降压收集极与现有技术收集极相比，具有以下优点：

本实用新型所四级降压收集极，尺寸小、结构设计合理、电子注流通率达98%以上，可满足Ka波段小型化系列行波管的研制需求。

采用一体式瓷环，缩小收集极尺寸，在确保满足使用的条件下，可实现收集极的小型化。

采用铜螺旋线作为一体式瓷筒与收集极筒及收集极芯之间的过渡，减小一体式瓷环所受局部应力，提高收集极部件可靠性。

采用偏心收集极芯，在缩小收集极芯尺寸的基础上可确保收集极效率的实现。

采用一体式瓷环代替原有瓷板结构，在确保绝缘性能的前提下，能够缩小收集极径向尺寸，从而实现收集极小型化。

附图说明

图1为本实用新型所述的小型化、轻重量、高效率的四级降压收集极的结构示意图。

图2为图1中A部分的放大的结构示意图。

图3为本实用新型所述的四级降压收集极中的一体式收集极瓷筒的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，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至图3所示，一种小型化、轻重量、高效率的四级降压收集极，其它包括收集极筒1、安装在收集极筒1内的一体式收集极瓷筒3和安装在一体式收集极瓷筒3内部的偏心收集极芯2，收集极筒1与底板焊接。

所述的偏心收集极芯2包含收集极芯一2-1、收集极芯二2-2、收集极芯三2-3和收集极芯四2-4；收集极芯一2-1、收集极芯二2-2、收集极芯三2-3和收集极芯四2-4安装在一体式收集极瓷筒2内部的凸台上；

所述的收集极芯一2-1、收集极芯二2-2、收集极芯三2-3和收集极芯四2-4与一体式收集极瓷筒2之间安装有铜螺旋线4；其中收集极芯一2-1、收集极芯二2-2、收集极芯三2-3和收集极芯四2-4外侧加工有凹槽，铜螺旋线4安装在凹槽内。

所述的收集极筒1和一体式收集极瓷筒2之间安装有铜螺旋线4。

所述的一体式收集极瓷筒3内部开设有引线通道，收集极芯一2-1、收集极芯二2-2、收集极芯三2-3和收集极芯四2-4的引线排布在引线通道内，相互绝缘。

本实用新型提供的四级降压收集极，检测表明可实现项目Ka波段，带宽 0.4GHz，工作比100%，输出功率 55W，增益 40-50dB, 效率60%，重量350g，外形尺寸200mm×40mm×45mm（不含输能系统的）系列行波管产品的应用需求。

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 (4)

1.一种小型化、轻重量、高效率的四级降压收集极，其特征在于：它包括收集极筒(1)、安装在收集极筒(1)内的一体式收集极瓷筒(3)和安装在一体式收集极瓷筒(3)内部的偏心收集极芯(2)；

所述的偏心收集极芯(2)包含收集极芯一(2-1)、收集极芯二(2-2)、收集极芯三(2-3)和收集极芯四(2-4)；收集极芯一(2-1)、收集极芯二(2-2)、收集极芯三(2-3)和收集极芯四(2-4)安装在一体式收集极瓷筒(3)内部的凸台上；

所述的收集极芯一(2-1)、收集极芯二(2-2)、收集极芯三(2-3)和收集极芯四(2-4)与一体式收集极瓷筒(3)之间安装有铜螺旋线(4)；

所述的收集极筒(1)和一体式收集极瓷筒(3)之间安装有铜螺旋线(4)。

2.根据权利要求1所述的小型化、轻重量、高效率的四级降压收集极，其特征在于：收集极筒(1)与底板焊接。

3.根据权利要求1或2所述的小型化、轻重量、高效率的四级降压收集极，其特征在于：收集极芯一(2-1)、收集极芯二(2-2)、收集极芯三(2-3)和收集极芯四(2-4)外侧加工有凹槽，铜螺旋线(4)安装在凹槽内。

4.根据权利要求3所述的小型化、轻重量、高效率的四级降压收集极，其特征在于：一体式收集极瓷筒(3)内部开设有引线通道，收集极芯一(2-1)、收集极芯二(2-2)、收集极芯三(2-3)和收集极芯四(2-4)的引线排布在引线通道内，相互绝缘。

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