RU2730171C1 - Axial-structure electron gun for o-type microwave device and method of its manufacturing - Google Patents

Axial-structure electron gun for o-type microwave device and method of its manufacturing Download PDF

Info

Publication number
RU2730171C1
RU2730171C1 RU2019145389A RU2019145389A RU2730171C1 RU 2730171 C1 RU2730171 C1 RU 2730171C1 RU 2019145389 A RU2019145389 A RU 2019145389A RU 2019145389 A RU2019145389 A RU 2019145389A RU 2730171 C1 RU2730171 C1 RU 2730171C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
insulators
electrodes
electron gun
supporting elements
microwave device
Prior art date
Application number
RU2019145389A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Николаевич Москвинов
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (АО "НПП "Алмаз")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (АО "НПП "Алмаз") filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (АО "НПП "Алмаз")
Priority to RU2019145389A priority Critical patent/RU2730171C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2730171C1 publication Critical patent/RU2730171C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/02Electrodes; Magnetic control means; Screens
    • H01J23/06Electron or ion guns

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to microwave vacuum devices, in particular, to electron guns in traveling-wave tubes of O-type with high control voltage. In O-type microwave device electron gun with high control voltage, which contains cathode, control electrode, anode and their supporting elements, insulators in the form of cylindrical rings with coaxial circular ledges on end surfaces are installed for electric insulation between electrodes. Insulators and supporting elements of electrodes are arranged in series in radial direction. In the method for manufacturing and assembling an electron gun of an O-type microwave device with high control voltage, in which by means of supporting elements a cathode, a control electrode and an anode is installed, insulators in the form of cylindrical rings with coaxial circular ledges on end surfaces are installed for electric insulation between electrodes. Insulators and supporting elements of electrodes are assembled in series in radial direction using telescopic junctions.EFFECT: simplified design, increased simplicity and accuracy of electron gun assembly, increased reliability and durability.2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электровакуумным приборам СВЧ, в частности, к электронным пушкам в лампах бегущей волны (ЛБВ) О-типа с высоким управляющим напряжением.The invention relates to microwave electric vacuum devices, in particular, to electron guns in traveling wave tubes (TWT) of the O-type with a high control voltage.

Известны способы изготовления электронных пушек для СВЧ-приборов, в которых используют изоляторы в виде керамических колец и поддерживающих элементов электродов, спаянных в один блок [Патент РФ №2080683, МПК: H01J 23/06, H01J 9/18, опубл. 27.05.1997 г., Патент CN 201138653, МПК: H01J 23/06, опубл. 22.10.2008 г., Патент CN 201877391, МПК: H01J 23/06, опубл. 22.06.2011 г.]. Недостатком данных способов является применение проводов для подачи напряжения на электроды, при этом положение проводов в процессе сборки трудно контролировать, они могут касаться элементов пушки, что приводит к замыканию. С повышением подаваемого управляющего напряжения увеличиваются размеры изоляторов, соответственно, поддерживающих элементов и самой пушки. Блок электродов помещается в дополнительный вакуум-плотный кожух. Наиболее часто керамические изоляторы применяются для электроизоляции. Также их используют для уменьшения температурной погрешности [Авторское свидетельство СССР №1830153, МПК: H01J 29/48, H01J 29/50, опубл. 23.07.1993 г.], повышения теплостойкости и теплозащиты контактов электродов, так как элементы электронной пушки крепятся непосредственно на изолирующие держатели. Так, например, токоотводы катодного узла закрепляют через кольцевые изоляторы [Патент РФ №2238602, МПК: H01J 37/00, B23K 15/00, опубл. 20.10.2004 г.].Known methods for the manufacture of electron guns for microwave devices, which use insulators in the form of ceramic rings and supporting elements of the electrodes, soldered in one block [RF Patent No. 2080683, IPC: H01J 23/06, H01J 9/18, publ. 27.05.1997, Patent CN 201138653, IPC: H01J 23/06, publ. 22.10.2008, Patent CN 201877391, IPC: H01J 23/06, publ. 06/22/2011]. The disadvantage of these methods is the use of wires to supply voltage to the electrodes, while the position of the wires during assembly is difficult to control, they can touch the elements of the gun, which leads to a short circuit. With an increase in the applied control voltage, the dimensions of the insulators, respectively, of the supporting elements and of the gun itself, increase. The electrode block is placed in an additional vacuum-tight casing. Most often, ceramic insulators are used for electrical insulation. They are also used to reduce the temperature error [USSR author's certificate No. 1830153, IPC: H01J 29/48, H01J 29/50, publ. 23.07.1993], increasing the heat resistance and thermal protection of the electrode contacts, since the elements of the electron gun are attached directly to the insulating holders. So, for example, the down conductors of the cathode assembly are fixed through ring insulators [RF Patent No. 2238602, IPC: H01J 37/00, B23K 15/00, publ. 20.10.2004].

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ сборки электронных пушек с торцевым спаем изоляторов и поддерживающих элементов электродов в один блок [Авторское свидетельство СССР №575962, МПК: H01J 23/06, опубл. 07.11.1991 г.]. В этом способе выводы электродов визуально контролируются в процессе изготовления электронной пушки и при этом не используется дополнительный вакуум-плотный кожух.Closest to the claimed invention is a method of assembling electron guns with an end junction of insulators and supporting elements of electrodes in one block [USSR author's certificate No. 575962, IPC: H01J 23/06, publ. 11/07/1991]. In this method, the leads of the electrodes are visually monitored during the manufacture of the electron gun and no additional vacuum-tight casing is used.

Недостатком данного способа является то, что при применении его в изготовлении электронной пушки с высоким управляющим напряжением изоляторы и поддерживающие элементы электродов устанавливаются последовательно в осевом направлении с использованием торцевых спаев. Изоляторы выполнены в форме цилиндрических колец с круговыми выступами на цилиндрических поверхностях. При увеличении подаваемого управляющего напряжения на электроды расстояние между конструктивными элементами, поддерживающими электроды, увеличивается, и размеры самих элементов увеличиваются, так как для обеспечения электроизоляционного расстояния необходимо увеличить размеры изоляторов. В результате при вибрации увеличиваются колебания электродов и снижается точность сборки, что в свою очередь приводит к дополнительным требованиям по точности изготовления элементов электронной пушки и сборки самой электронной пушки.The disadvantage of this method is that when it is used in the manufacture of an electron gun with a high control voltage, insulators and supporting elements of the electrodes are installed in series in the axial direction using end seals. Insulators are made in the form of cylindrical rings with circular projections on cylindrical surfaces. With an increase in the applied control voltage to the electrodes, the distance between the structural elements supporting the electrodes increases, and the dimensions of the elements themselves increase, since to ensure the electrical insulation distance, it is necessary to increase the dimensions of the insulators. As a result, vibration increases the vibrations of the electrodes and decreases the assembly accuracy, which in turn leads to additional requirements for the accuracy of manufacturing the elements of the electron gun and assembling the electron gun itself.

Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение конструкции, повышение простоты и точности сборки электронной пушки, а также повышение надежности и долговечности.The technical result of the present invention is to simplify the design, increase the simplicity and accuracy of the assembly of the electron gun, as well as increase the reliability and durability.

Технический результат достигается тем, что в электронной пушке СВЧ-прибора О-типа с высоким управляющим напряжением, которая содержит катод, управляющий электрод, анод и их поддерживающие элементы, для электроизоляции между электродами установлены изоляторы в форме цилиндрических колец с соосными круговыми выступами на торцевых поверхностях. Изоляторы и поддерживающие элементы электродов расположены последовательно в радиальном направлении.The technical result is achieved by the fact that in the electron gun of the O-type microwave device with a high control voltage, which contains a cathode, a control electrode, an anode and their supporting elements, insulators in the form of cylindrical rings with coaxial circular protrusions on the end surfaces are installed for electrical insulation between the electrodes ... Insulators and supporting elements of the electrodes are arranged in series in the radial direction.

Кроме того, технический результат достигается тем, что в способе изготовления и сборки электронной пушки СВЧ-прибора О-типа с высоким управляющим напряжением, в которой при помощи поддерживающих элементов устанавливается катод, управляющий электрод и анод, для электроизоляции между электродами устанавливаются изоляторы в форме цилиндрических колец с соосными круговыми выступами на торцевых поверхностях. Сборка изоляторов и поддерживающих элементов электродов осуществляется последовательно в радиальном направлении с использованием телескопических спаев.In addition, the technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing and assembling an electron gun of an O-type microwave device with a high control voltage, in which a cathode, a control electrode and an anode are installed with the help of supporting elements, for electrical insulation between the electrodes, insulators in the form of cylindrical rings with coaxial circular projections on the end surfaces. The assembly of insulators and supporting elements of the electrodes is carried out sequentially in the radial direction using telescopic joints.

Благодаря применению таких изоляторов и такого расположения элементов появилась возможность уменьшить размеры, упростить конструкцию и требования к точности изготовления поддерживающих элементов электродов, упростить способ изготовления и требования при изготовлении изоляторов. Контакты электродов легко можно контролировать в процессе сборки пушки и в дальнейшем в ЛБВ. Дополнительный вакуум-плотный кожух не требуется.Thanks to the use of such insulators and such an arrangement of elements, it became possible to reduce the size, simplify the design and requirements for the accuracy of manufacturing the supporting elements of the electrodes, and simplify the manufacturing method and requirements for the manufacture of insulators. The contacts of the electrodes can be easily controlled during the assembly of the gun and later in the TWT. An additional vacuum-tight jacket is not required.

На Фиг. 1 и Фиг. 2 представлены схемы конструкции электронной пушки, поясняющие реализацию предполагаемого способа сборки с различными вариантами конструкции изоляторов. На них показано расположение изоляторов (1, 2, 3) катода (4), управляющего электрода (5), анода (6), поддерживающего элемента анода (7), поддерживающего элемента управляющего электрода (8), поддерживающего элемента катода (9), втулки (10). Это расположение элементов электронной пушки позволяет уменьшить консоль поддерживающих элементов электродов (7, 8, 9), улучшает визуальное наблюдение качества паяных швов и положение контактов электродов.FIG. 1 and FIG. 2 presents diagrams of the design of the electron gun, explaining the implementation of the proposed assembly method with various design options for insulators. They show the arrangement of the insulators (1, 2, 3) of the cathode (4), the control electrode (5), the anode (6), the supporting element of the anode (7), the supporting element of the control electrode (8), the supporting element of the cathode (9), bushings (10). This arrangement of the elements of the electron gun makes it possible to reduce the console of the supporting elements of the electrodes (7, 8, 9), improves visual observation of the quality of the soldered seams and the position of the electrode contacts.

Изоляторы (1, 2, 3) благодаря торцевым выступам увеличивают электроизоляционное расстояние между электродами. Это позволяет увеличивать управляющее напряжение, подаваемое на электроды - анод (6), управляющий электрод (5), катод (4) - через контакты на поддерживающих элементах (7, 8, 9). Достаточно увеличить размеры торцевых выступов на изоляторах, чтобы увеличить электроизоляционное расстояние, при этом размеры изоляторов (1, 2, 3) в диаметральном направлении и размеры изоляторов в местах пайки с поддерживающими элементами (7, 8, 9, 10) в осевом направлении не увеличиваются, следовательно, и размеры поддерживающих элементов (7, 8, 9, 10) не увеличиваются ни в диаметральном, ни в осевом направлении, габариты пушки также не увеличиваются. При использовании такой конструкции и данного способа сборки пушки поддерживающие элементы (7, 8, 9, 10) имеют простую конструкцию. Размер пушки независимо от подаваемого напряжения получается компактным. Фиг. 2 отличается от фиг. 1 изоляторами более простой формы, для их изготовления нужно более простое приспособление, но они имеют большие размеры торцевых выступов.Insulators (1, 2, 3), due to the end protrusions, increase the electrical insulating distance between the electrodes. This makes it possible to increase the control voltage supplied to the electrodes - the anode (6), the control electrode (5), the cathode (4) - through the contacts on the supporting elements (7, 8, 9). It is enough to increase the dimensions of the end protrusions on the insulators in order to increase the electrical insulation distance, while the dimensions of the insulators (1, 2, 3) in the diametrical direction and the dimensions of the insulators at the soldering points with the supporting elements (7, 8, 9, 10) in the axial direction do not increase therefore, the dimensions of the supporting elements (7, 8, 9, 10) do not increase either in the diametrical or axial direction, the dimensions of the gun do not increase either. When using this design and this method of assembling the gun, the supporting elements (7, 8, 9, 10) have a simple design. The size of the gun, regardless of the applied voltage, is compact. FIG. 2 differs from FIG. 1 with insulators of a simpler shape, a simpler device is needed for their manufacture, but they have large end protrusions.

На приспособление, на котором должны выставляться оптические размеры электронной пушки с последующей пайкой, устанавливается втулка (10), затем устанавливается изолятор (1), затем поддерживающий элемент анода (7), затем изолятор (2), затем поддерживающий элемент управляющего электрода (8), затем управляющий электрод (5), затем изолятор (3), затем поддерживающий элемент катода (9), после чего эти элементы пушки спаиваются в один блок. В следующей операции устанавливается катод (4), затем анод (6). Эта электронная пушка имеет простую конструкцию, состоит из простых элементов, для ее изготовления не требуется сложных приспособлений, что позволяет обеспечить надежность и качество СВЧ-ламп.A sleeve (10) is installed on the device on which the optical dimensions of the electron gun are to be set with subsequent soldering, then an insulator (1) is installed, then an anode support element (7), then an insulator (2), then a control electrode support element (8) , then the control electrode (5), then the insulator (3), then the supporting element of the cathode (9), after which these elements of the gun are soldered into one block. In the next step, the cathode (4) is installed, then the anode (6). This electron gun has a simple design, consists of simple elements, and does not require complex devices for its manufacture, which ensures the reliability and quality of microwave lamps.

Источники информацииSources of information

1. Патент РФ №2080683 от 27.05.1997 г. Абанович С.А., Афанасьев А.И., Кузнецов С.В., Хаджи Д.Л. / Способ изготовления и сборки электронной пушки с анодным блоком СВЧ лампы О-типа.1. RF patent №2080683 dated 05/27/1997, Abanovich SA, Afanasyev AI, Kuznetsov SV, Khadzhi DL. / A method of manufacturing and assembling an electron gun with an anode block of an O-type microwave lamp.

2. Патент CN 201138653 от 22.10.2008 г Huaxia Wu, Wei Fang, Xudong Shen, Linli Bao, Zhaohong Meng, Hao Wang, Pengfei Zhang, Zhenjing Ma / Bimodule multi-pouring travelling-wave tube grid controlled electronic gun.2. Patent CN 201138653 from 22.10.2008 Huaxia Wu, Wei Fang, Xudong Shen, Linli Bao, Zhaohong Meng, Hao Wang, Pengfei Zhang, Zhenjing Ma / Bimodule multi-pouring traveling-wave grid controlled electronic gun.

3. Патент CN 201877391 от 22.06.2011 г. Huaxia Wu, Zhaochang He, Shengyuan Lei, Jingchun Yuan, Gang Zhu, Meilin Sun, Qiujun Zhou, Hongmei Gao / Millimeter wave travelling wave tube electron gun structure.3. Patent CN 201877391 from 22.06.2011 Huaxia Wu, Zhaochang He, Shengyuan Lei, Jingchun Yuan, Gang Zhu, Meilin Sun, Qiujun Zhou, Hongmei Gao / Millimeter wave traveling wave tube electron gun structure.

4. Авторское свидетельство СССР №1830153 от 23.07.1993 г. Гарри Эдвин Мак Кендлесс / Многолучевая электронная пушка.4. USSR author's certificate No. 1830153 from 23.07.1993. Harry Edwin McCandless / Multibeam electron gun.

5. Патент РФ №2238602 от 20.10.2004 г. Мовчан Борис Алексеевич (UA), Гаврилюк Олег Якович (UA) / Электронная пушка с линейным термокатодом для электронно-лучевого нагрева.5. RF patent №2238602 from 20.10.2004. Movchan Boris Alekseevich (UA), Gavrilyuk Oleg Yakovich (UA) / Electron gun with a linear thermal cathode for electron beam heating.

6. Авторское свидетельство СССР №575962 от 07.11.1991 г. Лебединский С.В., Любимов В.А., Мальцева И.А., Бойкова Н.И., Харламова Н.Т. / Электронная пушка – прототип.6. USSR author's certificate №575962 from 07.11.1991 Lebedinsky SV, Lyubimov VA, Maltseva IA, Boykova NI, Kharlamova NT. / The electron gun is a prototype.

Claims (2)

1. Электронная пушка СВЧ-прибора О-типа, содержащая катод, управляющий электрод, анод и их поддерживающие элементы, отличающаяся тем, что для электроизоляции между электродами установлены изоляторы в форме цилиндрических колец с соосными выступами на торцевых поверхностях, расположенные последовательно в радиальном направлении.1. An electron gun of an O-type microwave device containing a cathode, a control electrode, an anode and their supporting elements, characterized in that insulators in the form of cylindrical rings with coaxial protrusions on the end surfaces, arranged in series in the radial direction, are installed between the electrodes. 2. Способ изготовления электронной пушки СВЧ-прибора О-типа, включающий установку катода, управляющего электрода и анода при помощи поддерживающих элементов, отличающийся тем, что для электроизоляции между электродами устанавливаются изоляторы в форме цилиндрических колец с соосными выступами на торцевых поверхностях и сборка изоляторов и поддерживающих элементов электродов осуществляется последовательно в радиальном направлении с использованием телескопических спаев.2. A method of manufacturing an electron gun of an O-type microwave device, including the installation of a cathode, a control electrode and an anode using supporting elements, characterized in that insulators in the form of cylindrical rings with coaxial protrusions on the end surfaces and an assembly of insulators are installed between the electrodes for electrical insulation The supporting elements of the electrodes are carried out sequentially in the radial direction using telescopic joints.
RU2019145389A 2019-12-26 2019-12-26 Axial-structure electron gun for o-type microwave device and method of its manufacturing RU2730171C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145389A RU2730171C1 (en) 2019-12-26 2019-12-26 Axial-structure electron gun for o-type microwave device and method of its manufacturing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145389A RU2730171C1 (en) 2019-12-26 2019-12-26 Axial-structure electron gun for o-type microwave device and method of its manufacturing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2730171C1 true RU2730171C1 (en) 2020-08-19

Family

ID=72086225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019145389A RU2730171C1 (en) 2019-12-26 2019-12-26 Axial-structure electron gun for o-type microwave device and method of its manufacturing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2730171C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU575962A1 (en) * 1974-07-22 1991-11-07 Предприятие П/Я В-2058 Electron gun
RU2238602C1 (en) * 2000-12-26 2004-10-20 Международный центр электронно-лучевых технологий Института электросварки им. Е.О. Патона Electron gun with linear hot cathode for electron-beam heating
US20070096620A1 (en) * 2005-11-02 2007-05-03 United Technologies Corporation Electron gun
CN201877391U (en) * 2010-12-10 2011-06-22 安徽华东光电技术研究所 Millimeter wave travelling wave tube electron gun structure
CN106449335A (en) * 2016-11-23 2017-02-22 北京真空电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十二研究所) Travelling-wave tube electronic gun and production method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU575962A1 (en) * 1974-07-22 1991-11-07 Предприятие П/Я В-2058 Electron gun
RU2238602C1 (en) * 2000-12-26 2004-10-20 Международный центр электронно-лучевых технологий Института электросварки им. Е.О. Патона Electron gun with linear hot cathode for electron-beam heating
US20070096620A1 (en) * 2005-11-02 2007-05-03 United Technologies Corporation Electron gun
CN201877391U (en) * 2010-12-10 2011-06-22 安徽华东光电技术研究所 Millimeter wave travelling wave tube electron gun structure
CN106449335A (en) * 2016-11-23 2017-02-22 北京真空电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十二研究所) Travelling-wave tube electronic gun and production method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103718653B (en) Lonizing radiation generator and radiation imaging apparatus
US2408817A (en) Electron discharge apparatus
US10181390B2 (en) X-ray tube including support for latitude supply wires
US10475618B2 (en) Electron gun capable of suppressing the influence of electron emission from the cathode side surface
RU2730171C1 (en) Axial-structure electron gun for o-type microwave device and method of its manufacturing
US20130121473A1 (en) Radiation generating tube and radiation generating apparatus using the same
US2201721A (en) Thermionic cathode structure
US2460120A (en) Electrode structure for electric discharge devices
US2421767A (en) Electrode structure
US3108171A (en) Radiant heater having formed filaments
CN110987887B (en) Miniature high temperature ODMR measures sample chamber
US2459792A (en) Beam type electron discharge device
CN112103154A (en) Indirect-heating lanthanum hexaboride cathode
US2408239A (en) Electronic discharge device
US2754349A (en) Insulating spacers
US2435246A (en) Gaseous discharge device containing perforated starting electrodes
US3368084A (en) Cascaded thermionic energy converter tube
US4240005A (en) Apparatus for the generation of primary electrons from a cathode
JPH0487138A (en) Conductive cooling type multistage collector
US7550909B2 (en) Electron gun providing improved thermal isolation
US2841736A (en) Electron tube and filamentary cathode
KR20030084630A (en) Ion source
US3286021A (en) Cable terminal for use with electron gun apparatus
JP2021015669A (en) Magnetron
US2148588A (en) Cathode ray tube