專利名稱：速調管用無截獲柵控電子槍裝架方法
技術領域：
本發明涉及一種速調管用無截獲柵控電子槍裝架方法。
背景技術：
進入21世紀，世界正在發生新的軍事變革，新的一輪武器競賽正在激烈的進行， 其中國土防空和導彈測量系統中的探測和引導雷達處于極為重要的地位。為了適應這種日趨復雜的軍事需求，國內外研究機構已經把能夠開發出工作方式靈活多變和機動性高的雷達系統作為了重要目標。在國內，無截獲柵控技術主要應用在行波管，在速調管中的應用尚屬空白。目前，我國現有國土防空雷達發射器件多數使用的是陰控脈沖速調管，特別是寬帶速調管，可以通過脈間和脈組間頻率捷變來實現完善的捷變頻。柵控速調管能夠實現脈沖寬度和重復周期捷變，可以獲得波束的靈活性，這些都是使用陰控速調管的雷達很難實現的，這就對柵控速調管成功研制提出了迫切要求。無截獲柵控電子槍是無截獲柵控速調管的核心部件，無截獲柵控速調管能否成功研制，很大程度上取決于柵控電子槍是否能夠成功研制。在無截獲柵控電子槍中，由于控制柵極的引入，將會導致柵極大量截獲電子，影響電子發射特性，同時由于采用雙柵結構，這就要求在整個電子槍裝架過程中，每一步都需要有較高的精度和穩定性，因此對無截獲柵控電子槍結構的合理設計，摸索出一套成熟的無截獲柵控電子槍裝架方法及專用模具，對無截獲柵控電子槍的成功研制至關重要。
發明內容
本發明的目的是公開一種速調管用無截獲柵控電子槍裝架方法，以克服現有技術中對實際裝架過程存在的問題，具有實用化，從而得到符合技術要求的無截獲柵控電子槍。為達到上述目的，本發明的技術解決方案是一種速調管用無截獲柵控電子槍裝架方法，其包括，a)將電子槍的陰極熱子組件、陰極熱子支撐組件、柵控引線組件、絕緣段組件、聚束極組件、陽極組件各自分別焊成一個獨立部件；b)用相關模具對六部件順序定位、焊接、組裝成一個完整的電子槍。所述的無截獲柵控電子槍裝架方法，其包括步驟(1)制作陰極熱子組件a)將鋇鎢陰極與陰極支撐筒對接先將陰極支撐筒與鋇鎢陰極焊好后再車陰極面，焊接時采用鉬釕合金焊料；b)焊接熱屏過渡筒用熱屏過渡筒對中模具對熱屏過渡筒定位，保證熱屏過渡筒兩個水平端面平行，同時保證熱屏過渡筒與陰極支撐筒的同心度，再將熱屏過渡筒與陰極支撐筒焊接在一起；c)裝架熱子隔熱屏組件用固定鉚釘將熱子隔熱屏組件與熱屏過渡筒固定；d)裝架側熱屏用熱屏卷筒模具對側熱屏定位，保證側熱屏的對中性，再將側熱屏與熱子隔熱屏焊接在一起；e)裝陰影柵支撐筒將陰極面向下放在陰影柵陰極對中定位模具上，保證陰影柵支撐筒與陰極支撐筒的同心度，同時保證陰影柵支撐筒與陰極邊緣、與熱屏過渡筒之間的距離，并留有間隙便于調節陰影柵與鋇鎢陰極之間的同心度；f)裝架陰影柵順序使用兩件陰影柵支撐筒對中模具，對陰影柵定位，保證陰影柵與鋇鎢陰極的同心度，并盡量使陰影柵貼近陰極表面，以進一步保證陰影柵和控制柵的距離；(2)將(1)步中裝架好的部件固定在陰極熱子支撐組件上；(3)裝架柵控引線組件將陰極面朝上，用控制極對中定位模具將( 步中裝架好的部件固定在柵控引線組件上，保證陰極熱子組件、陰影柵支撐筒與柵控引線組件的同心度，再用氬弧焊固定；(4)控制柵與聚束極焊接先用機械固定法將控制柵分為多點固定在聚束極上， 再通過控制柵對中定位模具，利用激光焊的方法將二者完全焊接固定；(5)陰影柵和控制柵的對柵a)先調節好間距改變控制極套環的高度，用顯微鏡或三維坐標測量儀確定控制柵與陰影柵的間距；b)再調節對中性通過固定在控制極套環上的定位螺釘調節控制柵和陰影柵的對中性，對好后擰緊螺釘；c)用激光焊進行焊接固定；經過(1) ( 步，將陰極熱子組件、陰極熱子支撐組件、柵控引線組件和聚束極組件四部分組裝成一個整體部件；(6)最后，利用陽極聚束極對中模具對(5)步中所得整體部件與絕緣段組件、陽極組件定位，通過氬弧焊的方法將整體部件與絕緣段組件、陽極組件焊接固定在一起，得到一個完整的速調管用無截獲柵控電子槍。所述的無截獲柵控電子槍裝架方法，其所述熱屏過渡筒對中模具、控制柵對中定位模具的材料采用銅；熱屏卷筒模具的材料采用紫銅；陰影柵陰極對中定位模具、陰影柵支撐筒對中模具和陽極聚束極對中模具的材料采用不銹鋼。本發明的有益效果本發明中提到的裝架方法及專用模具配合使用，解決了無截獲柵控電子槍裝架過程中出現的部件對中性不好、控制柵脫落等問題，保證了整個電子槍部件裝架的同軸度，經實踐證明采用本方案能夠裝架成合格的無截獲柵控電子槍，從而為無截獲柵控速調管的成功研制起到了關鍵作用。利用本方法研制成功的無截獲柵控速調管與現使用的陰控速調管相比，能夠實現脈沖寬度和重復周期捷變，以獲得波束的靈活性，同時，由于脈沖調制器的制作變得比較容易，可以有效的減輕雷達重量和體積，此外也大大減小了調制器提供的電流，能夠減輕開關管的負擔。以上這些優點使我國國土防空系列雷達增加更強大的功能，充分發揮其體制上的優越性。
圖1，為速調管用無截獲柵控電子槍結構示意圖，其中，01為陰極熱子組件，02為陰極熱子支撐組件，03為柵控引線組件，04為絕緣段組件，05為聚束極組件，06為陽極組件；圖2a，為圖1中陰極熱子組件01的結構示意圖，其中01_01為陰影柵，01_02為陰極，01-03為陰影柵支撐筒，01-04為側熱屏，01-05為陰極支撐筒，01-06為熱子隔熱屏組件，01-07為熱屏過渡筒；圖2b，為圖1中聚束極組件05的結構示意圖，其中，05-01為控制柵，05_02為聚束極，05-03為聚束極套環，05-04為定位環；圖3，為圖2a、圖2b中的陰極柵網配合結構示意圖；圖4，為本發明裝架方法專用的熱屏過渡筒對中模具外形示意圖；圖5，為本發明裝架方法專用的熱屏卷筒模具外形示意圖；圖6，為本發明裝架方法專用的陰影柵陰極對中定位模具外形示意圖；圖7a，圖7b為本發明裝架方法專用的陰影柵支撐筒對中模具外形示意圖；圖8，為本發明裝架方法專用的控制極對中定位模具外形示意圖；圖9，為本發明裝架方法專用的控制柵對中定位模具外形示意圖；圖10，為本發明裝架方法專用的陽極聚束極對中模具外形示意圖；圖11，為本發明的一種速調管用無截獲柵控電子槍裝架方法流程示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，為速調管用無截獲柵控電子槍結構示意圖。無截獲柵控電子槍的機械結構主要由六大部件組成，即陰極熱子組件01，陰極熱子支撐組件02，柵控引線組件03， 絕緣段組件04，聚束極組件05，陽極組件06。參見圖2a、圖2b，無截獲柵控電子槍的主要構成是鉬材料的陰影柵01-01貼合在圓球形的鋇鎢陰極01-02表面，與熱子形成的陰極熱子組件01固定在陰極熱子支撐組件02上，鉬材料的控制柵05-01固定在無氧銅材料的聚束極05-02內形成聚束極組件05，通過一定位環05-04經過陰影柵01-01和控制柵05-01的對柵，將聚束極組件05固定在陰極熱子支撐組件02和柵控引線組件03形成的一個整體部件上，該整體部件固定在陶瓷筒外殼上，即絕緣段組件04上，并最終固定在陽極組件06上。 該電子槍與國內現使用的陰控電子槍的區別在于其增加了柵控引線組件03、陰影柵01-01 和控制柵05-01 (參見圖3)，其他總體構成與現有電子槍的機械結構大體相同。參見圖11，本發明的一種速調管用無截獲柵控電子槍裝架方法是a)首先利用相關模具將陰極熱子組件01、陰極熱子支撐組件02、柵控引線組件03、絕緣段組件04、聚束極組件05、陽極組件06焊成六個獨立的部件。b)其次將陰極熱子組件01和陰極熱子支撐組件02焊成一個整體，通過柵控引線對中定位模具，將柵控引線組件03固定在陰極熱子支撐組件02上。c)通過定位環05-04，對陰影柵01-01和控制柵05-01進行對柵定位，將聚束極組件05固定在柵控引線組件03上。d)最后，通過陽極聚束極對中模具，將絕緣段組件 04、陽極組件06、柵控引線組件03焊成一體，從而裝架成一把完整的無截獲柵控電子槍。本發明的一種速調管用無截獲柵控電子槍裝架方法，是在常溫常壓工作條件下即可進行。結合附圖敘述本發明的具體實施方式
。由圖1和圖2可知，本發明的無截獲柵控電子槍的機械結構是，鉬材料的陰影柵01-01貼合在圓球形的鋇鎢陰極01-02表面上，并通過陰影柵支撐筒01-03和陰極支撐筒01-05固定在熱屏過渡筒01-07上，與熱子組件01-06 和側熱屏01-04形成陰極熱子組件01，固定在陰極熱子支撐組件02上，鉬材料的控制柵 05-01固定在無氧銅材料的聚束極05-02內與聚束極套環05-03形成聚束極組件05，通過定位環05-04，對陰影柵01-01和控制柵05-01進行對柵定位固定在陰極熱子組件01和柵控引線組件03形成的一個整體部件上，該整體部件固定在陶瓷筒外殼即絕緣段組件04上， 并最終固定在陽極組件上06。由圖3可知，由于該電子槍采用了雙柵技術，即陰影柵01-01 和控制柵05-01組成的對柵，對柵結果直接影響到該電子槍的通過率及性能，因此在整個裝架工藝過程中會用到圖4-圖10中的相關模具，用于保證每個組件裝架過程中的準確性。由圖11可知，本發明具體實施例的工作過程是，首先將陰極熱子組件01、陰極熱子支撐組件02、柵控引線組件03、絕緣段組件04、聚束極組件05、陽極組件06先各自分別焊成一個獨立部件，然后通過相關模具利用激光焊、氬弧焊等方法將六大部件焊接成一個完整的電子槍。在整個裝架過程中涉及到的專用模具及詳細裝架方法如下(1)鋇鎢陰極01-02與陰極支撐筒01-05對接。高溫鉬材料的陰極支撐筒01_05 先與鋇鎢陰極01-02焊好后再車陰極面，這樣可以保證后續裝架過程中陰極面與陰影柵 01-01的同心度，陰極支撐筒01-05與鋇鎢陰極01-02焊接時采用鉬釕合金焊料，在此步驟沒有模具要求。(2)焊接熱屏過渡筒01-07。在焊接熱屏過渡筒01-07時，要保證熱屏過渡筒01-07 兩個水平端面的平行度，同時要保證熱屏過渡筒01-07與陰極支撐筒01-05的同心度，因此在該步驟需要采用熱屏過渡筒對中模具(如圖4所示)，該模具的材料采用銅，目的是防止點焊時將熱屏過渡筒與該模具焊在一起。(3)裝架熱子隔熱屏組件01-06及相關零件(可以提前準備好)，同時用固定鉚釘固定熱屏過渡筒。(4)裝架側熱屏01-04。在裝架側熱屏01-04時，要保證側熱屏01_04的對中性， 此時就要采用熱屏卷筒模具(如圖5所示)，該模具的材料采用紫銅，目的是防止點焊時將側熱屏同模具焊在一起。(5)裝陰影柵支撐筒01-03。在裝架過程中要將陰極面向下放在陰影柵陰極對中定位模具(如圖6所示)上，保證陰影柵支撐筒01-03與陰極支撐筒01-05的同心度，同時要保證陰影柵支撐筒01-03與陰極邊緣的距離，保證陰影柵支撐筒01-03與熱屏過渡筒 01-07之間的距離，并留有微小公差便于調節陰影柵01-01與鋇鎢陰極01-02之間的同心度。此時要采用陰影柵陰極對中定位模具(如圖6所示)，該模具采用不銹鋼材料。(6)裝架陰影柵01-01。在裝架陰影柵01-01的過程中，既要保證陰影柵01_01與鋇鎢陰極01-02的同心度，還要盡量使陰影柵01-01貼近陰極表面，只有這樣才能進一步保證陰影柵01-01和控制柵05-01的距離。在此步驟中要采用陰影柵支撐筒對中模具(如圖 7a、7b所示)，從而保證陰影柵01-01與鋇鎢陰極01-02的對中性。(7)將前六步裝架好的部件固定在陰極熱子支撐組件02上，此步驟沒有模具要求，通過零件的配合定位即可。(8)裝架柵控引線組件03。將前七步裝架好的部件固定在柵控引線組件03上，此裝架步驟好壞直接影響后續對柵步驟的好壞，因而需要采用控制極對中定位模具(如圖8 所示)，通過保證陰影柵支撐筒01-03與柵控引線組件03的同心度，從而達到保證柵控引線組件03與陰極熱子組件01同心度的目的。裝架時陰極面朝上，通過氬弧焊定位。(9)控制柵05-01與聚束極05-02焊接。在此步的裝架過程中，之前采用的方法是通過聚束極05-02的環形臺階來定位，利用激光焊接固定控制柵05-01，并且保證控制柵 05-01與聚束極05-02的同心度，同時保證控制柵05-01不變形和熔斷。但是通過幾次試驗以后發現控制柵05-01會從聚束極05-02上脫落，針對這一問題調整固定辦法，即首先先用機械固定法將控制柵05-01分為六點固定在聚束極05-02上，然后再通過控制柵對中定位模具(如圖9所示)利用激光焊的方法將二者完全焊牢為止。(10)陰影柵01-01和控制柵05-01的對柵。對柵是整個裝架過程中的一個關鍵工序。此時既要保證控制柵05-01與陰影柵01-01之間的間距，同時還要保證控制柵05-01 與陰影柵01-01的對中性。此過程要先調節好間距，再保證對中性。改變控制極套環05-03 的高度，采用顯微鏡或三維坐標測量儀確定控制柵05-01與陰影柵01-01間距后，通過固定在控制極套環05-03上的定位螺釘調節控制柵05-01和陰影柵01-01的對中性，對好以后擰緊螺釘，采用激光焊的方法進行焊接。對柵的結果好壞會直接影響電子槍的特性，因此該步驟也是整個電子槍裝架過程中的重之所重。通過以上十個步驟，將陰極熱子組件01、陰極熱子支撐組件02、柵控引線組件03 和聚束極組件05四大部分組裝成了一個整體部件。(11)最后利用陽極聚束極對中模具(如圖10所示)通過氬弧焊的方法，將組裝好的部件與絕緣段組件04、陽極組件06焊接在一起，一個完整的速調管用無截獲柵控電子槍裝架完成。將裝架好的電子槍同冷測合格的群聚段組件、收集組件及輸出段組件組合后，即可總搭成一個完整的無截獲柵控速調管。
權利要求
1.一種速調管用無截獲柵控電子槍裝架方法，其特征在于，a)將電子槍的陰極熱子組件、陰極熱子支撐組件、柵控引線組件、絕緣段組件、聚束極組件、陽極組件各自分別焊成一個獨立部件；b)用相關模具對六部件順序定位、焊接、組裝成一個完整的電子槍。
2.如權利要求1所述的無截獲柵控電子槍裝架方法，其特征在于，包括步驟步驟1.制作陰極熱子組件a)將鋇鎢陰極與陰極支撐筒對接先將陰極支撐筒與鋇鎢陰極焊好后再車陰極面，焊接時采用鉬釕合金焊料；b)焊接熱屏過渡筒用熱屏過渡筒對中模具對熱屏過渡筒定位，保證熱屏過渡筒兩個水平端面平行，同時保證熱屏過渡筒與陰極支撐筒的同心度，再將熱屏過渡筒與陰極支撐筒焊接在一起；c)裝架熱子隔熱屏組件用固定鉚釘將熱子隔熱屏組件與熱屏過渡筒固定；d)裝架側熱屏用熱屏卷筒模具對側熱屏定位，保證側熱屏的對中性，再將側熱屏與熱子隔熱屏焊接在一起；e)裝陰影柵支撐筒將陰極面向下放在陰影柵陰極對中定位模具上，保證陰影柵支撐筒與陰極支撐筒的同心度，同時保證陰影柵支撐筒與陰極邊緣、與熱屏過渡筒之間的距離， 并留有間隙便于調節陰影柵與鋇鎢陰極之間的同心度；f)裝架陰影柵順序使用兩件陰影柵支撐筒對中模具，對陰影柵定位，保證陰影柵與鋇鎢陰極的同心度，并盡量使陰影柵貼近陰極表面，以進一步保證陰影柵和控制柵的距 1 ；步驟2.將步驟1中裝架好的部件固定在陰極熱子支撐組件上；步驟3.裝架柵控引線組件將陰極面朝上，用控制極對中定位模具將步驟2中裝架好的部件固定在柵控引線組件上，保證陰極熱子組件、陰影柵支撐筒與柵控引線組件的同心度，再用氬弧焊固定；步驟4.控制柵與聚束極焊接先用機械固定法將控制柵分為多點固定在聚束極上，再通過控制柵對中定位模具，利用激光焊的方法將二者完全焊接固定；步驟5.陰影柵和控制柵的對柵a)先調節好間距改變控制極套環的高度，用顯微鏡或三維坐標測量儀確定控制柵與陰影柵的間距；b)再調節對中性通過固定在控制極套環上的定位螺釘調節控制柵和陰影柵的對中性，對好后擰緊螺釘；c)用激光焊進行焊接固定；經過步驟1 步驟5，將陰極熱子組件、陰極熱子支撐組件、柵控引線組件和聚束極組件四部分組裝成一個整體部件；步驟6.最后，利用陽極聚束極對中模具對( 步中所得整體部件與絕緣段組件、陽極組件定位，通過氬弧焊的方法將整體部件與絕緣段組件、陽極組件焊接固定在一起，得到一個完整的速調管用無截獲柵控電子槍。
3.如權利要求1所述的無截獲柵控電子槍裝架方法，其特征在于，所述熱屏過渡筒對中模具、控制柵對中定位模具的材料采用銅；熱屏卷筒模具的材料采用紫銅；陰影柵陰極對中定位模具、陰影柵支撐筒對中模具和陽極聚束極對中模具的材料采用不銹鋼。
全文摘要
本發明公開了一種速調管用無截獲柵控電子槍裝架方法，涉及速調管用電子槍技術，包括a)將電子槍的陰極熱子組件、陰極熱子支撐組件、柵控引線組件、絕緣段組件、聚束極組件、陽極組件各自分別焊成一個獨立部件；b)用相關模具對六部件順序定位、焊接、組裝成一個完整的電子槍。本發明方法保證了整個電子槍部件裝架的同軸度，用本發明方法組裝的電子槍構建的無截獲柵控速調管與現使用的陰控速調管相比，可實現脈沖寬度和重復周期捷變，獲得波束的靈活性，同時，重量輕、體積小，減小了調制器提供的電流，減輕了開關管的負擔。
文檔編號H01J23/06GK102208308SQ20101013916
公開日2011年10月5日 申請日期2010年3月31日 優先權日2010年3月31日
發明者于曉娟, 張志強, 黃云平 申請人:中國科學院電子學研究所