本發(fā)明專利技術(shù)提供一種一體化線包聚焦結(jié)構(gòu)行波管降低線包功耗的方法，包括電子槍、電源、線包、收集極、慢波電路和聚焦結(jié)構(gòu)等，其中電子槍的作用是形成符合設(shè)計要求的電子注，聚焦結(jié)構(gòu)使電子注保持所需形狀，保證電子注順利穿過慢波電路并與微波場發(fā)生有效的相互作用，最后由收集極接收電子注；本發(fā)明專利技術(shù)通過一方面線包采用高導(dǎo)熱低電阻率的銅箔材料替代低導(dǎo)熱高電阻率陽極化鋁箔材料；另一方面通過軟件仿真優(yōu)化選擇最佳線包寬度和線包間距后，進行磁系統(tǒng)適配修正技術(shù)，確定最終的線包匝數(shù)和電流，從而實現(xiàn)了降低線包功耗且保持行波管具有較高電子注流通率的效果。子注流通率的效果。子注流通率的效果。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種一體化線包聚焦結(jié)構(gòu)行波管降低線包功耗的方法
[0001]本專利技術(shù)屬于電子真空器件
，具體地說是一種實現(xiàn)降低一體化線包聚焦結(jié)構(gòu)行波管的線包功耗的方法。
技術(shù)介紹
[0002]行波管是靠連續(xù)調(diào)制電子注的速度來實現(xiàn)放大功能的微波電子管，其中大功率、大工作比的行波管用途廣泛，包括電子對抗、偵察、雷達應(yīng)用、氣象應(yīng)用、中繼通信、衛(wèi)星通信、電視轉(zhuǎn)播衛(wèi)星、導(dǎo)航、遙感、遙控、遙測等，作為微波功率放大的核心器件，行波管在各個領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。
[0003]目前大功率、大工作比行波管對電子注流通率、磁場均勻性等要求，均比普通行波管的要求高；由于一體化線包聚焦結(jié)構(gòu)具有磁場效率高、電子注脈動小、電子注流通率高、導(dǎo)熱好等優(yōu)點，因此當(dāng)前大功率量級行波管磁聚焦結(jié)構(gòu)主要采用一體化線包聚焦結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)行波管工作的可靠性。
[0004]但是一體化線包聚焦需要額外消耗電源功率，且由于線包材料自身阻值而產(chǎn)生熱耗影響著行波管工作的可靠性，因此急需一種解決一體化線包聚焦技術(shù)高功耗的問題。
[0005]因此為解決上述問題，本專利技術(shù)介紹了一種一體化線包聚焦結(jié)構(gòu)行波管降低線包功耗的方法，其中聚焦結(jié)構(gòu)采用高導(dǎo)熱銅箔材料及磁系統(tǒng)適配修正技術(shù)，有效降低線包電源功耗及線包熱耗，相比同類型行波管線包功耗降低了20%以上。
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種一體化線包聚焦結(jié)構(gòu)行波管降低線包功耗的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中高功率行波管采用一體化聚焦技術(shù)存在功耗高，導(dǎo)致行波管可靠性下降的問題。<br/>[0007]本專利技術(shù)一體化線包聚焦結(jié)構(gòu)行波管降低線包功耗的方法的目的與功效，由以下具體技術(shù)手段所達成：一種一體化線包聚焦結(jié)構(gòu)行波管降低線包功耗的方法，包括電子槍、電源、線包和收集極，一體化線包聚焦結(jié)構(gòu)通過調(diào)整合適的線包的匝數(shù)及電流，實現(xiàn)保持行波管高流通率情況下線包功耗更低的要求，一體化線包聚焦結(jié)構(gòu)行波管降低線包功耗的方法包括以下步驟:S1：首先確定行波管中電子槍、電源、慢波電路的選用類型，以及確定由線包構(gòu)成的聚焦結(jié)構(gòu)采用的聚焦方法；S2：首先選取高導(dǎo)熱低電阻率的銅箔材料用于線包的主體材料；S3：然后采用CAD仿真技術(shù)優(yōu)化設(shè)計線包的寬度及線包之間的間距；S4：最后采用磁系統(tǒng)適配修正技術(shù)，確定線包最終匝數(shù)和電流，用以實現(xiàn)降低線包的功耗。
[0008]優(yōu)選的，步驟S3中，磁系統(tǒng)適配修正技術(shù)確定線包的最終匝數(shù)N流程為：初定線包
匝數(shù)N、預(yù)調(diào)節(jié)線包電流I、修正調(diào)整線包匝數(shù)N、再調(diào)節(jié)線包電流I、確定最終線包匝數(shù)N。
[0009]優(yōu)選的，初定每個線包的匝數(shù)N，并按匝數(shù)要求進行線包的繞制，全部繞制完成后將所有線包串聯(lián)，然后用電源正負極連接線包引出線，記錄最佳流通率時的線包電流I、線包功耗P數(shù)值。
[0010]優(yōu)選的，步驟S3中，通過保持流通率不變即磁系統(tǒng)值均勻性不變，通過多次改變每個線包匝數(shù)N及調(diào)整匹配的線包電流I，對比每次調(diào)整的線包功耗P，尋找線包功耗降最低的每個線包匝數(shù)N及線包電流I。
[0011]優(yōu)選的，單個線包的匝數(shù)N根據(jù)流通率變化情況進行增減。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下有益效果：1、本專利技術(shù)通過一方面線包采用高導(dǎo)熱低電阻率的銅箔材料替代低導(dǎo)熱高電阻率陽極化鋁箔材料；另一方面通過軟件仿真優(yōu)化選擇最佳線包寬度和線包間距后，進行磁系統(tǒng)適配修正技術(shù)，確定最終的線包匝數(shù)和電流，從而實現(xiàn)了降低線包功耗且保持行波管具有較高電子注流通率的效果。
附圖說明
[0013]圖1是本專利技術(shù)方法流程圖；圖2是本專利技術(shù)線包結(jié)構(gòu)示意圖圖3是本專利技術(shù)線包結(jié)構(gòu)和接線示意圖；圖4是本專利技術(shù)線包匝數(shù)修正調(diào)整示意圖；圖5是本專利技術(shù)線包結(jié)構(gòu)組合延伸示意圖。
[0014]圖中：1、電子槍；2、電源；3、線包；4、收集極。
具體實施方式
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本專利技術(shù)的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本專利技術(shù)，但不能用來限制本專利技術(shù)的范圍。
[0016]如圖1至圖5所示：本專利技術(shù)提供一種一體化線包聚焦結(jié)構(gòu)行波管降低線包功耗的方法，如圖2所示，行波管在結(jié)構(gòu)上主要包括電子槍1、慢波電路、線包3構(gòu)成的聚焦結(jié)構(gòu)和收集極4等，其中電子槍1的作用是形成符合設(shè)計要求的電子注，聚焦結(jié)構(gòu)使電子注保持所需形狀，保證電子注順利穿過慢波電路并與微波場發(fā)生有效的相互作用，最后由收集極4接收電子注。
[0017]行波管常用的電子槍1有皮爾斯平行流槍、皮爾斯會聚槍、高導(dǎo)流系數(shù)電子槍、陽控電子槍、柵控電子槍、無截獲柵控電子槍、低噪聲電子槍等；本專利技術(shù)采用無截獲柵控電子槍，無截獲柵控電子槍是在控制柵與陰極之間設(shè)置陰影柵，陰影柵與陰極同電位，結(jié)構(gòu)上與控制柵精確對準，從而使控制柵的截獲電流下降到總電流的千分之一以下，采用無截獲柵控電子槍不僅能提高柵控行波管的平均功率容量，而且能降低調(diào)制器的功率；電子注的直流速度決定于行波管的工作電壓，一般行波管工作電壓為2.5千伏時，電子注直流速度約為自由空間電磁波速度（即光速）的10%；工作電壓為50千伏時，電子注直
流速度約為自由空間電磁波速度的40%，為了使電子注同微波場產(chǎn)生有效的相互作用，微波場的相速應(yīng)略低于上述電子注的直流速度；因此，行波管中微波場的相速應(yīng)顯著低于自由空間中電磁波傳播速度，而行波管中的慢波電路就是減小微波場相速的裝置；慢波電路主要的特性和參量有色散特性、耦合阻抗等，色散特性表示在慢波電路中傳播的微波場的相速隨頻率變化的關(guān)系，用于寬頻帶行波管的慢波電路，在頻帶寬度內(nèi)相速隨頻率的變化應(yīng)盡量小，即色散較弱，這樣才能在整個頻帶寬度內(nèi)保證電子注與微波場相速之間的同步；耦合阻抗是表示電子注與微波場相互作用強弱的一個參量，耦合阻抗的量值越大，微波場與電子注的耦合越強，電子注與微波場之間的能量交換越充分；行波管常用的慢波電路有兩類：螺旋線型電路和耦合腔型電路，本專利技術(shù)采用的慢波電路為耦合腔型電路，耦合腔型慢波電路的特點是機械強度高、散熱能力強，適用于大功率行波管，但頻帶寬度比較窄；脈沖功率在1至幾百千瓦，頻帶寬度約10%，采用休斯電路的行波管，脈沖功率在500千瓦以上的行波管，采用三葉草電路；行波管中常用的聚焦方法是均勻磁場聚焦、倒向場聚焦和周期永磁聚焦；其中本專利技術(shù)采用均勻磁場聚焦方法，通過把整個電子注連同陰極都放入均勻磁場中，使電子運動方向與磁力線平行，均勻磁場聚焦分永磁和電磁兩種，其中磁場越強，聚焦效果就越好；電子注在完成同微波場的相互作用后從慢波電路射出，最后打在收集極4上，其中為了提高行波管的總效率，可以采用降壓收集極4。
[0018]本專利技術(shù)中行波管磁聚焦結(jié)構(gòu)采用一體式線包聚焦結(jié)構(gòu)，其中聚焦結(jié)構(gòu)的功耗P由線包3的材料阻值R和電流I大小決定，即P=I2R，而聚焦結(jié)構(gòu)的磁場值又與電流I、線包3匝數(shù)N直接相關(guān)，所以若在保持聚焦結(jié)構(gòu)磁場值不變情況下，采用電阻率小的材料及匹配的電流、線包匝數(shù)使P=I2R最小，便能達到大幅度降低線包功耗的目的。
[0019]因此，本專利技術(shù)一方面線包3采用高導(dǎo)熱低電阻率的銅箔材料替代低導(dǎo)熱高電阻率陽極化鋁箔材料；另一方本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種一體化線包聚焦結(jié)構(gòu)行波管降低線包功耗的方法，其特征在于：包括電子槍（1）、電源（2）、線包（3）、收集極（4）和慢波電路，一體化線包聚焦結(jié)構(gòu)通過調(diào)整合適的線包（3）的匝數(shù)及電流，實現(xiàn)保持行波管高流通率情況下線包（3）功耗更低的要求，一體化線包聚焦結(jié)構(gòu)行波管降低線包功耗的方法包括以下步驟:S1：首先確定行波管中電子槍（1）、電源（2）、慢波電路的選用類型，以及確定由所述線包（3）構(gòu)成的聚焦結(jié)構(gòu)采用的聚焦方法；S2：然后選取高導(dǎo)熱低電阻率的銅箔材料用于所述線包（3）的主體材料；S3：再采用CAD仿真技術(shù)優(yōu)化設(shè)計所述線包（3）的寬度及線包（3）之間的間距；S4：最后采用磁系統(tǒng)適配修正技術(shù)，確定單個所述線包（3）最終匝數(shù)和電流，用以實現(xiàn)降低線包（3）的功耗。2.如權(quán)利要求1所述一體化線包聚焦結(jié)構(gòu)行波管降低線包功耗的方法，其特征在于：步驟S3中，磁系統(tǒng)適配修正技術(shù)確定所述線包（3）的最終匝數(shù)流...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃萬超，劉斌，季大習(xí)，梁田，胥輝，王大明，許準，
申請(專利權(quán))人：南京三樂集團有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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