一種1kW/915MHz連續波磁控管制造技術

本發明專利技術提供一種1kW/915MHz連續波磁控管，由腔體組合、引線組合、上極靴組合、能量輸出窗、下極靴組合組成，腔體組合的外部設有冷卻水回路，冷卻水由進水管進入冷卻水回路對所述腔體組合散熱，環繞腔體組合帶走熱量后由出水管流出，腔體組合與上極靴組合焊連，上極靴組合與引線組合焊接，腔體組合與下極靴組合焊接，能量輸出窗焊接在所述腔體組合上，輸出微波能量。本發明專利技術的1kW/915MHz連續波磁控管，通過結構優化設計，即改變腔體結構、能量徑向輸出、磁路改為永磁方式等，綜合實現體積、功率的大幅度減小，實現915MHz微波源的可移動和小型化應用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及微波發生器
，具體而言涉及一種1kW/915MHz連續波磁控管，屬于真空電子器件。
技術介紹
連續波磁控管是將電能轉換為微波能量的器件，以其大功率、高效率、長壽命、工作穩定的優勢而廣泛應用于工業、農業等多個領域，當前的連續波磁控管正向著大功率、長壽命、高可靠性的方向發展。現有的輸出微波頻率在915MHz的連續波磁控管，作為大功率微波源，它們的輸出功率分別在30kW和75kW，使用時匹配相應的電磁鐵和電源，整個設備體積大、重量重，不適應小功率需求者的需要，尤其不能滿足科學研究和可移動式微波設備的應用需求。
技術實現思路
針對現有技術的缺陷與不足，本專利技術目的在于提供一種1kW/915MHz連續波磁控管，減小整個磁控管的體積并保證一定的功率輸出，可滿足實驗室科學研究和可移動式微波設備的應用需求。為達成上述目的，本專利技術所采用的技術方案如下：一種1kW/915MHz連續波磁控管，由腔體組合、引線組合、上極靴組合、能量輸出窗、下極靴組合組成，腔體組合的外部設有冷卻水回路，冷卻水由進水管進入冷卻水回路對所述腔體組合散熱，環繞腔體組合帶走熱量后由出水管流出，腔體組合與上極靴組合焊連，上極靴組合與引線組合焊接，腔體組合與下極靴組合焊接，能量輸出窗焊接在所述腔體組合上，輸出微波能量，其中：所述腔體組合包括腔體、小隔模帶、大隔模帶和水套，腔體呈圓柱形，小隔模帶、大隔模帶和水套均與所述腔體連接，小隔模帶和大隔模帶均與腔體保持同心，腔體內部沿圓柱形的圓周方向均勻地分布有8個葉片，該8個葉片呈瓣狀分布并且每個葉片的瓣狀分布方向的外邊緣設有一缺口，形成8個電感槽；水套環繞所述腔體并在腔體與水套之間留有空隙，所述腔體與水套之間的空隙構成所述冷卻水回路；所述引線組合包括陰極組合、長引線桿、短引線桿、引線瓷、第一接線片、第二接線片和抽氣管，其中陰極組合包括陰極、上屏蔽帽和下屏蔽帽，陰極焊接在上屏蔽帽和下屏蔽帽之間并且陰極位于腔體組合的正中位置，長引線桿與下屏蔽帽之間焊接，短引線桿與上屏蔽帽之間焊接，長引線、短引線桿、第一接線片、第二接線片、抽氣管均與引線瓷焊接；所述上極靴組合包括上極靴、上極靴端蓋、接頭和扼流筒，上極靴端蓋、接頭、扼流筒均與上極靴焊接，扼流筒嵌套在接頭的內部并在上極靴的中央位置與其焊接；所述下極靴組合包括下極靴和下極靴端蓋，下極靴和下極靴端蓋之間焊接在一起；所述上極靴端蓋和下極靴端蓋均為無氧銅材料，形狀相同；所述上極靴和下極靴均為純鐵材料，與一包裝式永磁結構一起構成磁場回路匯聚磁場；所述能量輸出窗包括耦合環、內導體、輸出瓷、輸出接頭和封接接頭，輸出接頭與封接接頭焊接形成一外導體，耦合環為一環狀銅線，其一端與內導體連接，另一端與輸出接頭連接，內導體與輸出瓷焊接，輸出瓷與封接接頭焊接，輸出瓷為陶瓷材料并密封輸出接頭和封接接頭所形成的空隙使之成為真空，所述輸出接頭在靠近耦合環的一側內部形成一錐形變換部，內導體為一圓柱體并且在靠近耦合環的一側形成一尖錐部；耦合環在輸出接頭中的部分與輸出接頭保持同心，內導體與輸出接頭和封接接頭保持同心，耦合環居于腔體中兩葉片之間，且不接觸葉片；磁控管產生的微波能量通過所述耦合環、內導體輸出至外部負載。進一步的實施例中，所述耦合環的前端伸入腔體內15～16mm。進一步的實施例中，所述輸出瓷為一陶瓷片，其厚度范圍限定在3～5mm。進一步的實施例中，所述封接接頭的材料為封接合金。進一步的實施例中，所述內導體與外導體等效為一同軸線，該同軸線的特性阻抗與所述輸出接頭的錐形變換部的特性阻抗相等，其中：同軸線的特性阻抗表達如下：ZL=60ϵrlnDd,]]>式中，εr為同軸線內介質的相對介電常數，D為所述外導體的內徑，d為所述內導體的外徑；錐形變換部的特性阻抗表達如下：式中，ψ為所述輸出接頭的錐形變換部的內部錐形張角的一半，為所述內導體的尖錐部的張角的一半。進一步的實施例中，所述內導體與外導體等效為一同軸線，該同軸線的特性阻抗與所述輸出接頭的錐形變換部的特性阻抗相等，其中：耦合環的直徑為1.5mm，對應段輸出接頭部分內徑3.6mm以容許所述耦合環穿過；所述內導體的外徑為8.7mm、封接接頭的內徑為20mm，所述錐形變換段部的ψ取值46°，所述內導體的尖錐部的取值20°。由以上本專利技術的技術方案可知，本專利技術所提出的1kW/915MHz連續波磁控管，通過結構上的優化設計，減小了整個磁控管的體積和重量，提高磁控管的工作穩定性。與現有技術相比，其顯著優點在于：1、采用同軸輸出方式，傳輸效率高，省去體積較大的天線輸出部分和配套使用的激勵腔；2、采用包裝式永磁體結構，體積小，安裝方便，工作穩定性好；3、優化設計腔體結構，大幅度減小其尺寸；4、大幅度減小整個磁控管工作時的電壓和電流，使得電源的功率、體積、重量得到減小，工作穩定性高，從而在保證各項優勢的同時減小設備的體積。附圖說明圖1為本專利技術一實施方式1kW/915MHz連續波磁控管的結構示意圖。圖2為圖1實施例1kW/915MHz連續波磁控管的內部結構剖視圖。圖3a、3b為圖1實施例中腔體組合的結構示意圖。圖4為圖1實施例中引線組合的結構示意圖。圖5為圖4實施例中陰極組合的結構示意圖。圖6為圖1實施例中上極靴組合的結構示意圖。圖7為圖1實施例中下極靴組合的結構示意圖。圖8為圖1實施例中能量輸出窗的結構示意圖。圖9a、9b為與圖1實施例1kW/915MHz連續波磁控管適配的包裝式永磁結構的結構示意及其裝配圖。具體實施方式為了更了解本專利技術的
技術實現思路
，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。圖1所示為本專利技術一實施方式1kW/915MHz連續波磁控管的結構示意，結合圖2所示的內部結構剖視圖，一種1kW/915MHz連續波磁控管，由腔體組合1、引線組合2、上極靴組合3、能量輸出窗4、下極靴組合5組成，腔體組合1的外部設有冷卻水回路，冷卻水由進水管6進入冷卻水回路對所述腔體組合1散熱，環繞腔體帶走熱量后由出水管7流出。如圖2所示的剖視圖，腔體組合1與上極靴組合3焊連，上極靴組合3與引線組合2焊接，腔體組合1與下極靴組合5焊接，能量輸出窗4焊接在所述腔體組合1上，輸出微波能量。作為可選的方式，腔體組合1與上極靴組合3氬弧焊連接，上極靴組合3與引線組合2釬焊連接，腔體組合1下極靴組合5氬弧焊連接，腔體組合1與能量輸出窗4釬焊連接。參考圖3a、3b所示腔體組合的結構示意，其中，腔體組合1包括腔體1-1、小隔模帶(1-2、1-3)、大隔模帶(1-4、1-5)和水套1-6。腔體1-1呈圓柱形，小隔模帶(1-2、1-3)、大隔模帶(1-4、1-5)和水套1-6均與所述腔體1-1連接，小隔模帶(1-2、1-3)、大隔模帶(1-4、1-5)均與腔體1-1保持同心，它們的存本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種1kW/915MHz連續波磁控管，其特征在于，由腔體組合、引線組合、上極靴組合、能量輸出窗、下極靴組合組成，腔體組合的外部設有冷卻水回路，冷卻水由進水管進入冷卻水回路對所述腔體組合散熱，環繞腔體組合帶走熱量后由出水管流出，腔體組合與上極靴組合焊連，上極靴組合與引線組合焊接，腔體組合與下極靴組合焊接，能量輸出窗焊接在所述腔體組合上，輸出微波能量，其中：?所述腔體組合包括腔體、小隔模帶、大隔模帶和水套，腔體呈圓柱形，小隔模帶、大隔模帶和水套均與所述腔體連接，小隔模帶和大隔模帶均與腔體保持同心，腔體內部沿圓柱形的圓周方向均勻地分布有8個葉片，該8個葉片呈瓣狀分布并且每個葉片的瓣狀分布方向的外邊緣設有一缺口，形成8個電感槽；水套環繞所述腔體并在腔體與水套之間留有空隙，所述腔體與水套之間的空隙構成所述冷卻水回路；?所述引線組合包括陰極組合、長引線桿、短引線桿、引線瓷、第一接線片、第二接線片和抽氣管，其中陰極組合包括陰極、上屏蔽帽和下屏蔽帽，陰極焊接在上屏蔽帽和下屏蔽帽之間并且陰極位于腔體組合的正中位置，長引線桿與下屏蔽帽之間焊接，短引線桿與上屏蔽帽之間焊接，長引線、短引線桿、第一接線片、第二接線片、抽氣管均與引線瓷焊接；?所述上極靴組合包括上極靴、上極靴端蓋、接頭和扼流筒，上極靴端蓋、接頭、扼流筒均與上極靴焊接，扼流筒嵌套在接頭的內部并在上極靴的中央位置與其焊接；?所述下極靴組合包括下極靴和下極靴端蓋，下極靴和下極靴端蓋之間焊接在一起；?所述上極靴端蓋和下極靴端蓋均為無氧銅材料，形狀相同；?所述上極靴和下極靴均為純鐵材料，與一包裝式永磁結構一起構成磁場回路匯聚磁場；?所述能量輸出窗包括耦合環、內導體、輸出瓷、輸出接頭和封接接頭，輸出接頭與封接接頭焊接形成一外導體，耦合環為一環狀銅線，其一端與內導體連接，另一端與輸出接頭連接，內導體與輸出瓷焊接，輸出瓷與封接接頭焊接，輸出瓷為陶瓷材料并密封輸出接頭和封接接頭所形成的空隙使之成為真空，所述輸出接頭在靠近耦合環的一側內部形成一錐形變換部，內導體為一圓柱體并且在靠近耦合環的一側形成一尖錐部；耦合環在輸出接頭中的部分與輸出接頭保持同心，內導體與輸出接頭和封接接頭保持同心，耦合環居于腔體中兩葉片之間，且不接觸葉片；?磁控管產生的微波能量通過所述耦合環、內導體輸出至外部負載。...

【技術特征摘要】
1.一種1kW/915MHz連續波磁控管，其特征在于，由腔體組合、引線組合、上極靴組合、能量輸出窗、下極靴組合組成，腔體組合的外部設有冷卻水回路，冷卻水由進水管進入冷卻水回路對所述腔體組合散熱，環繞腔體組合帶走熱量后由出水管流出，腔體組合與上極靴組合焊連，上極靴組合與引線組合焊接，腔體組合與下極靴組合焊接，能量輸出窗焊接在所述腔體組合上，輸出微波能量，其中：
所述腔體組合包括腔體、小隔模帶、大隔模帶和水套，腔體呈圓柱形，小隔模帶、大隔模帶和水套均與所述腔體連接，小隔模帶和大隔模帶均與腔體保持同心，腔體內部沿圓柱形的圓周方向均勻地分布有8個葉片，該8個葉片呈瓣狀分布并且每個葉片的瓣狀分布方向的外邊緣設有一缺口，形成8個電感槽；水套環繞所述腔體并在腔體與水套之間留有空隙，所述腔體與水套之間的空隙構成所述冷卻水回路；
所述引線組合包括陰極組合、長引線桿、短引線桿、引線瓷、第一接線片、第二接線片和抽氣管，其中陰極組合包括陰極、上屏蔽帽和下屏蔽帽，陰極焊接在上屏蔽帽和下屏蔽帽之間并且陰極位于腔體組合的正中位置，長引線桿與下屏蔽帽之間焊接，短引線桿與上屏蔽帽之間焊接，長引線、短引線桿、第一接線片、第二接線片、抽氣管均與引線瓷焊接；
所述上極靴組合包括上極靴、上極靴端蓋、接頭和扼流筒，上極靴端蓋、接頭、扼流筒均與上極靴焊接，扼流筒嵌套在接頭的內部并在上極靴的中央位置與其焊接；
所述下極靴組合包括下極靴和下極靴端蓋，下極靴和下極靴端蓋之間焊接在一起；
所述上極靴端蓋和下極靴端蓋均為無氧銅材料，形狀相同；
所述上極靴和下極靴均為純鐵材料，與一包裝式永磁結構一起構成磁場回路匯聚磁場；
所述能量輸出窗包括耦合環、內導體、輸出瓷、輸出接頭和封接接頭，輸出接頭與封接接頭焊接形成一外導體，耦合環為一環狀銅線，其一端與內導體連接，另一端與輸出接頭連接，內導體與輸出...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳云龍，劉友春，楊宋寒，王榮川，張躍，孫陵斌，
申請(專利權)人：南京三樂微波技術發展有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32