專利名稱：磁控管的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種磁控管。本發明特別涉及一種具有同軸輸出的磁控管。
技術背景因此，參考附圖中的附圖l，其部分透視，所示的是穿過已知磁控管的真空 室的一部分的軸向部分，輸出來自于以支架l為形式的輸出耦合器，支架l與 磁控管的軸向同軸。磁控管具有處于陽極內部的同軸排列的陰極2，陽極一般用附圖標記3來標記，陽極3具有由例如葉片4、 10的葉片限定的普通諧振腔。 磁控管在兀模式下運轉，也就意 ，如附圖2所示的是取自附圖1中沿線2-2 方向的截面，但是省略了磁控管半件內的葉片，交替的葉片4、 6、 8、 10具有 一個極性，交錯葉片5、 7、 9具有相反的極性。支架通,接到等電勢的葉片5、 7、 9的底部(如圖1所示)的支柱11來支撐。隨著電矢量逐步穿越圍繞著支架 樁部14的狹縫13 ，支架1沿著輸出線12運行磁控管輸出。所述磁控管的問題是在陰極較低端(如圖l所示)被稱作'底帽"15和輸出 耦合器(支架l)的上表面之間是高射頻場，這是因為二者之間的耦合電容。陽 極一般被設置在地電勢，陰極一般被設置在大的負dc電勢。該耦合電容在陽極3和陰極2之間弓l入同軸TEM模式。RF能量于是沿著 陰極2傳播出磁控管，導致了期望的71模式的功率損耗，產生了磁控管的不希 望的方婦寸，并且導致了陰極和內部結構之間的高電壓，從而導致電弧。為了使同軸TEM模式的產生最小化，該磁控管向不aai支柱連接支架1的交替葉片4、 6、 8、 10提供了徑向擴展部16。這禾伊'中和栓"在交替場微波器件 (Crossed-Field Microwave Devices)中提出，第2巻，1961，理論出版社(Academic Press),紐約，長陽極磁控管(Long Anode Magnetrons)，作者為H.A.HBoot， 269-271頁。所述栓在陰極的底帽15和栓本身之間引入了電容。然而，陰極的底帽15 和栓16之間弓撥的射頻場與底帽和支架之間引發的射頻場的極性相反(因為后者與極性相反的葉片5、 7、 9相連)。這導致陰極與輸出端(在這里，支架l)解耦合。上述磁控管等電勢連接至lj葉片4、 6、 8、 10頂部的具有公知式樣的圓環或 者帶，以及連接到也是彼此等電勢但是與葉片4、 6、 8、 10極性相反的交錯葉 片5、 7、 9頂部，從而提高磁控管在兀模式下運轉的穩定性。所述的帶狀以公 知的式樣沿著陽極的長度分布(US-A6841940)。所述的中和栓的缺點是，其在栓和底帽之間的距離不足以電壓擊穿時的頻 率和功率水平上不能使用。同樣因為電壓擊穿的考慮，也不能用在陰極的底帽 在陽極葉片的底部之下終止的排列中。因為這個原因，提出了一種可供選擇的解決解耦合的問題的技術方案 (US-A-7026761 )。這里解耦合板被設置在陰極的底帽和輸出耦合器構件之間。 然而，為了解耦合，該解耦合板必須具有與磁控管的工作頻率相諧振的尺寸， 而其他因素則意味著不同的板直徑。發明內容本發明提供了一種磁控管，包括陰極、包含限定諧振腔的多個葉片的陽極、 連接至IJ第一套葉片的輸出耦合器和處在不連接至懶出耦合器的第二套葉片上的 擴展部，沿著與陽極的軸向平行的方向朝著輸出耦合器延伸，而軸向擴展部和 陰極之間的電容至少部分地補償輸出耦合器和陰極之間的電容。由于擴展部是軸向的而不是徑向，有可能將它們用于具有比那些既使用中 和栓又使底帽終止在陽極葉片的底部之下的磁控管更高運轉頻率和電壓的磁控 管中。有益地，在使用中，第一套葉片與第二套葉片具有不同的極性。第一套葉 片可與第二套葉片交替排列。
下面將根據實施例詳細地說明本發明，并參考附圖，其中附圖1是穿過公知磁控管的真空室的一部分的部，視軸向截面；附圖2是取自附圖1中沿線2-2方向且只顯示了一半陽極葉片的截面；附圖3是穿過根據本發明的磁控管的真空室的一部分的軸向截面；以及附圖4是取自附圖3中沿線4-4方向截面。
具體實施方式
在所有附圖中，陰影線被忽略。如附圖3和4所示，本發明的磁控管包括通常用附圖標記17標記的陽極和 與陽極同軸排列的陰極18。產生軸向場的磁體沒有顯示。諧振腔由葉片1940 限定在陽極中(圖4)。帶狀環41-46沿著陽極的長度方向分布。帶狀環41、 43、 45連接到偶數附圖標記(2040)表示的成套葉片來保持它 們彼此具有相同的極性。帶狀環M交替葉片19-39的縫隙，并且不與之連接。 有帶狀環41穿過的葉片19的縫隙用47來標記，不過其他縫隙沒有給出附圖標 記。帶狀環通過釬焊與葉片20至40連接，并且該帶狀環在它們穿過葉片30處 的輪廓顯示為點狀(如帶狀環43所示)，處在圖3所示的平面上。帶狀環42、 44、 46與奇數(19-39)附圖標記的該套葉片相連，并且通過偶數葉片20至40 的縫隙，縫隙之一用附圖標記48來標記。奇數葉片19至39彼此保持著相同的 極性，而與偶數葉片保持的極性相反。還有一些帶狀環沿著陽極沒有示出的一 部M度分布。因此，如果葉片19至39的尖端(內部邊緣)瞬時電磁場的極 性是0°，那么葉片20至40的尖端的極性就是180°。葉片19至41的內部末端 都是圓形的。帶狀環提高了期望的n模式和在公知方式中不希望的Ti-l模式的頻 率分離。通過與一套葉片的較低端部的連接，射頻電路與磁控管同軸相連(如圖3 所述)。該射頻輻射^一般用附圖標記49標記的同軸線傳播。該同軸線的中 心導體50與輸出耦合器51連接，i亥輸出耦合器51是一個杯狀部件，杯狀部件 M各自的軸向支柱52至57與偶數的成套葉片20到40相連。這些葉片20到 40彼此處于相同的電勢。輸出耦合器51與陰極18的放大的、劍氏的叫做'底帽"58的端部靠近在二 者之間產生耦合電容。底帽58具有一個圓柱形凹部59。依照本發明，未連接到輸出耦合器的每一套葉片的內部邊緣(如附圖3所 示)的劍氏尖端，即奇數葉片19至39具有軸向擴展部。軸向擴展部19a、 21a、 23a、 25a、 27a、 29a如附圖3所示。在這些葉片擴展部和陰極18之間具有耦合 電容。選定擴展部的長度以便該耦合電容大約與陰極和輸出耦合器51之間的耦 合電容相等。因為葉片19至39與葉片20至40交替并且具有相同的電勢和相 反的極性，這導致輸出耦合器51與陰極18充分地解耦合。在本發明的第二個實施例中(未示出)，陰極增加了軸向長度，所述底帽58擴展aA至懶出耦合器51中。不過在這種安排下解耦合仍然發生了。在不超出本發明的范圍內可作不同的變化。因此，例如，擴展部19a等設 置在尖部，亦即每個葉片的內部邊緣。然而，該軸向擴展部可以在葉片上的任 意徑向的位置，并且可以處在最大直徑的邊緣，亦即最外面的尖端。進--步， 不是所有等電勢的葉片都需要具有擴展部。優選他，例如，這些葉片19至39 中每隔另 一個具有軸向擴展部。伺樣地，不是所有相反極性的葉片20至40都 需要提供支柱和輸出耦合器51連接。例如，只是這些葉片中一些，每隔另一個 提供支柱和輸出耦合器相連。所描述的磁控管是一個具有分布成帶狀的陽極的磁控管，并且該陽極可以 是US-A-6841940中所描述的任意形式的分段結構。然而，本發明也可以應用在 只使用一對帶狀的磁控管，該每個帶狀提供了保持彼此之間具有相同電勢的各 自交替的葉片，該葉片與臨近的葉片的電勢相反。本發明進一步可應用于只具 有一個單獨帶狀環的葉片的磁控管，因此， 一套交替葉片是連接的，而散布的 葉片是不連接的，并且設計只有一套交替葉片是連接的，不過帶狀環是沿著陽 極的長度分布的。本發明也可應用于不含有帶狀環的磁控管。依照本發明的磁控管可在O.lGHz至0.5THz范圍內的任何頻率下運轉，優 選地是在8至12GHz的范圍內。輸出是^^1MW或更大。
權利要求
1、一種磁控管，包括陰極；陽極，包括限定諧振腔的多個葉片；連接到第一套葉片的輸出耦合器；和處在不與輸出耦合器連接的第二套葉片上的擴展部，擴展部沿著與陽極的軸向平行的方向朝著輸出耦合器延伸，從而軸向擴展部和陰極之間的電容至少部分地補償輸出耦合器和陰極之間的電容。
2、 根據權利要求1所述的磁控管，其中軸向擴展部處在陽極葉片的尖端。
3、 根據權利要求l或權利要求2所述的磁控管，其中該磁控管具有一個或多個與一套葉片連接的帶狀環。
4、 根據權禾腰求3所述的磁控管，其中具有多個與同一套葉片相連接和沿著陽極長度方向分布的環。
5、 根據權利要求l至4中任意一項所述的磁控管，其中一套葉片與其它套 葉片交替。
6、 根據權禾腰求l至5中任意一項所述的磁控管，其中輸出耦合器連接到 同軸輸出線。
7、 根據權利要求1至6中任意一項所述的磁控管，其中輸出頻率處在8 至12Ghz的范圍內。
8、 一種基本如參考附圖描述的磁控管。
全文摘要
本發明涉及磁控管，其具有通過支柱52與同軸輸出耦合器51相連接的第一套葉片30等和交替在第一套葉片中、且不與輸出耦合器相連的第二套葉片19等(在一實施例中)。例如，每套葉片由帶狀環支持，該帶狀環可沿著陽極的長度分布，該葉片彼此處在相同的電勢上，而且每套葉片的極性與其他套葉片的相反。所述磁控管的一個問題是在陰極和輸出耦合器51之間的耦合電容，其可導致同軸TEM模式沿著陰極傳播。依照本發明，通過處在該套葉片19等的末端上的同軸擴展部19a等引入的附加耦合電容，該套葉片19等不與輸出耦合器相連接，并且通過選擇尺寸，陰極可充分地與輸出耦合器解耦合，因為兩套葉片的極性相反。
文檔編號H01J23/16GK101567291SQ20091012673
公開日2009年10月28日 申請日期2009年1月24日 優先權日2008年1月30日
發明者E·S·索別拉茨基 申請人:E2V技術(英國)有限公司