V波段行波管輸能結構及其制造方法
【專利摘要】一種V波段行波管輸能結構，屬于真空電子器件領域，輸能結構上部為利于配合焊接的帽形波導法蘭，與波導法蘭相連的是底部呈斜坡漸變形的波導底及與波導底相焊接的波導蓋，它們的下部連有桿形輸能內導體及三通一體化轉換頭。流程步驟為:初步確定波導輸能結構零部件尺寸大小；建立三維輸能結構模型，模擬和優化，確定結構參數尺寸；輸能結構各零部件加工制造；零部件去油、酸洗；將各部件進行工藝裝配，銀銅焊料氫爐焊接，測量輸能結構反射電壓駐波比。該方法降低輸能結構反射電壓駐波比，有利于提高行波管效率，該輸能結構工作帶寬5GHz內反射電壓駐波比降低到1.5以下。
【專利說明】V波段行波管輸能結構及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于真空電子器件領域，特別涉及到V波段行波管輸能結構及其制造方法。
【背景技術】
[0002]V波段(頻率范圍為50GHz-75GHz)行波管，將主要用于星際衛星通信。由于空間應用的特殊要求，使得空間行波管不得不提高整管效率，以節省在空間的電源功耗。據報道，空間行波管整管效率提高一個百分點，足以使整個空間載荷系統能耗明顯下降，從而降低成本，經濟效益高達幾千萬美元。因此提高空間行波管的效率就成為十分重要的問題。
[0003]保證空間行波管高效率的重要指標是要求具有足夠的飽和輸出功率，在行波管中電子注與電磁波互作用后使得電磁波信號得到放大，放大信號的一部分功率因為反射而消耗掉，另一部分功率通過輸能結構輸出，輸能結構的反射電壓駐波比直接關系到放大信號輸出程度，反射電壓駐波比越高反射的信號功率越大，那么從輸能結構輸出的功率就小，因此必須要合理設置輸能結構的各項參數，降低其反射電壓駐波比，保證行波管有足夠的功率輸出。
[0004]國外V波段行波管采用的輸能結構如圖1所示，由波導法蘭1、、波導蓋2、波導底
3、轉換連接4組成，其波導底采用階梯波導結構，V波段行波管天線直接與波導底焊接。
[0005]本 申請人:是國內首家開展V波段行波管研制的單位。V波段行波管工作頻率高，零件尺寸小，帶寬寬，要求高性能的輸能結構，才能保證正常工作；常規的輸能結構工作頻帶窄，傳輸特性差，反射電壓駐波比高，不利于信號的正常傳輸。
[0006]本項發明針對以上問題，為了保證得到較好的輸能性能，采用了由帽形波導法蘭、斜坡形漸變階梯波導底、波導蓋、內導體、轉換頭三通一體化結構組成的輸能結構，實現了傳輸性能優良，在工作帶寬5GHz內反射電壓駐波比小于1.5的目標。
【發明內容】
[0007]本發明需要解決的技術問題是，針對V波段行波管原有結構波導底加工難度大，成品率低，非一體化設計，裝配同軸度低，影響輸能功率，就需要重新設計一種輸能結構，以提高制造成品率和輸能功率。本發明的目的就是要提供V波段行波管輸能結構及其制造方法。
[0008]為實現本發明的目的，所采取的技術方案如下，一種V波段行波管輸能結構，其特征在于，輸能結構上部為利于配合焊接的帽形波導法蘭，與波導法蘭相連的是底部呈斜坡漸變形的波導底及與波導底相焊接的波導蓋，它們的下部連有桿形輸能內導體，及三通一體化轉換頭。
[0009]上述V波段行波管輸能結構的制造方法，其特征在于，按照以下流程步驟操作，它們是:
[0010]a.按照工作波段，初步確定波導輸能結構零部件尺寸大小；[0011]b.采用設計軟件，建立三維輸能結構模型，進行傳輸特性及反射電壓駐波比的模擬和優化計算，使反射電壓駐波比在工作頻帶內最小，以最后確定結構參數尺寸；
[0012]c.采用精密機械加工，按照設計尺寸完成輸能結構各零部件加工制造；
[0013]d.對加工完成的零部件進行去油，用鹽酸酸洗；
[0014]e將波導底、波導蓋、波導法蘭、桿形輸能內導體、轉換頭三通一體化結構進行工藝裝配，其配合間用銀銅焊料連接，進入氫爐進行焊接，氫爐中充入氮氣，780°C升至890°C，保溫15分鐘；
[0015]f.采用檢測設備，測量輸能結構反射電壓駐波比。
[0016]本發明的有益效果是，降低了反射電壓駐波比，從而有利于提高行波管電子效率；輸能結構工作帶寬5GHz內反射電壓駐波比降低到1.5以下，使得V行波管輸出端反射功率降低，輸出功率得到提高，保證了行波管效率的實現。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1國外V波段行波管輸能結構示意圖；
[0018]圖2本發明采用的V波段行波管輸能結構；
[0019]圖3V波段行波管輸能結構制造方法操作流程。
【具體實施方式】
[0020]參照圖1，是國外V波段行波管輸能結構示意圖，圖中I為波導法蘭，，2為波導蓋，3為階梯形波導底，，4為轉換連接。該結構制造成品率低。
[0021]參照圖2，為本發明采用的V波段行波管輸能結構，上部為帽形波導法蘭1、波導蓋
2、漸變波導底3、轉換頭三通一體化結構5、桿形輸能內導體6，將它們配合焊接即可完成V波段行波管輸能結構制造。
[0022]參照圖3，為本發明所述V波段行波管輸能結構的制造方法流程圖。
[0023]V波段行波管輸能結構的制造方法，按照以下操作步驟:
[0024]a.按照工作波段，初步確定波導輸能結構零部件尺寸大小；
[0025]b.采用設計軟件，建立三維輸能結構模型，進行傳輸特性及反射電壓駐波比的模擬和優化計算，使反射電壓駐波比在工作頻帶內最小，以最后確定結構參數尺寸；
[0026]c.采用精密機械加工，按照設計尺寸完成輸能結構各零部件加工制造；
[0027]d.對加工完成的零部件去油，用鹽酸酸洗；
[0028]e將波導底、波導蓋、波導法蘭、桿形輸能內導體、轉換頭三通一體化結構進行工藝裝配，其配合間用銀銅焊料連接，進入氫爐進行焊接，氫爐中充入氮氣，溫度780°C升至890°C，保溫15分鐘；
[0029]f.采用檢測設備，測量輸能結構反射電壓駐波比。
[0030]實施例:
[0031]V波段行波管采用本發明專利所述的輸能結構，實驗測試結果表明在工作帶寬5GHz內，行波管輸能反射電壓駐波比小于1.5，行波管輸出功率超過了 20W，行波管效率超過了 20%，保證了 V波段行波管效率制表的實現。
【權利要求】
1.一種V波段行波管輸能結構，其特征在于，輸能結構上部為利于配合焊接的帽形波導法蘭，與波導法蘭相連的是底部呈斜坡漸變形的波導底及與波導底相焊接的波導蓋，它們的下部連有桿形輸能內導體及三通一體化轉換頭。
2.根據權利要求1所述V波段行波管輸能結構的制造方法，其特征在于，按照以下流程步驟操作，它們是: a.按照工作波段，初步確定波導輸能結構零部件尺寸大小； b.采用設計軟件，建立三維輸能結構模型，進行傳輸特性及反射電壓駐波比的模擬和優化計算，使反射電壓駐波比在工作頻帶內最小，以最后確定結構參數尺寸； c.采用精密機械加工，按照設計尺寸完成輸能結構各組件加工制造； d.對加工完成的組件進行去油，用鹽酸酸洗； e將波導底、波導蓋、波導法蘭、桿形輸能內導體、轉換頭三通一體化結構進行工藝裝配，其配合間用銀銅焊料連接，進入氫爐進行焊接，氫爐中充入氮氣，焊接溫度780°C升至890°C，保溫15分鐘； f.采用檢測設備，測量輸能結構反射電壓駐波比。
【文檔編號】H01J23/36GK103474316SQ201310401770
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月6日 優先權日:2013年9月6日
【發明者】李力, 瞿波, 馮進軍, 尚艷華, 趙青平 申請人:中國電子科技集團公司第十二研究所