一種Ku波段行波管陰極結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種Ku波段行波管陰極結構所述行波管陰極結構包括：陰極基體（1），所述陰極基體（1）設置成筒狀結構，所述陰極基體（1）的底面外側呈凹形；第一蓋子（6），所述第一蓋子（6）封接所述陰極基體的開口且所述第一蓋子（6）上設置有開孔；以及熱子組件（2），所述陰極基體（1）底面內側與第一蓋子（6）夾緊所述熱子組件（2），所述熱子組件（2）包括多條引出線且所述引出線從所述開孔引出。本實用新型避免了Ku波段行波管陰極結構因設計不合理引起的工作不穩定的問題，通過第一蓋子（6）的使用減少了溫度的散失，從而保證了Ku波段行波管陰極結構工作的穩定性，提高了行波管陰極結構的工作效率。
【專利說明】一種Ku波段行波管陰極結構
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及行波管，具體地，涉及一種Ku波段行波管陰極結構。
【背景技術】
[0002] Ku波段行波管最關鍵的技術問題之一是制備工作溫度低、發射電流密度大、陰極 活性好及可靠性高的球面陰極組件。隨著Ku波段行波管日益提高要求，原有傳統的球面陰 極組件發射工作穩定性不高的劣勢日益跟不上形勢發展，所以提供一種能夠保證穩定工作 的Ku波段行波管是很有意義的。 實用新型內容
[0003] 本實用新型的目的是提供一種Ku波段行波管陰極結構，所述Ku波段行波管陰極 結構克服了原有Ku波段行波管工作不穩定的問題，提供一種能夠穩定工作的Ku波段行波 管陰極結構。
[0004] 所述Ku波段行波管陰極結構包括：陰極基體，所述陰極基體設置成筒狀結構，所 述陰極基體的底面外側呈凹形；第一蓋子，所述第一蓋子封接所述陰極基體的開口且所述 第一蓋子上設置有開孔；以及熱子組件，所述陰極基體底面內側與第一蓋子夾緊所述熱子 組件，所述熱子組件包括多條引出線且所述引出線從所述開孔引出。
[0005] 優選地，所述Ku波段行波管陰極結構還包括：杯形組件，所述杯形組件設置在所 述陰極基體外表面。
[0006] 進一步優選地，所述杯形組件包括：第一杯形件，所述第一杯形件呈一級階梯狀結 構，所述第一杯形件包括：第一杯形件寬端和第一杯形件窄端，其中，所述第一杯形件窄端 的內表面固接于所述陰極基體開口所在一端的外表面；第二杯形件，所述第二杯形件的一 端的內表面固接于所述第一杯形件寬端外表面；第三杯形件，所述第三杯形件內表面固接 于所述第二杯形件外表面；第四杯形件，所述第四杯形件呈一級階梯狀結構，所述第四杯形 件包括：第四杯形件寬端和第四杯形件窄端，其中，所述第四杯形件窄端外表面固接于所述 第二杯形件的另一端的內表面；以及第五杯形件，所述第五杯形件呈二級階梯狀結構，所述 第五杯形件包括：第五杯形件寬端、第五杯形件中端和第五杯形件窄端，其中，所述第五杯 形件窄端的內表面固接于所述第三杯形件的外表面。
[0007] 優選地，所述第一杯形件、所述第五杯形件以及所述第一蓋子的固接處為鋸齒狀。
[0008] 進一步優選地，所述Ku波段行波管陰極結構還包括：多個陶瓷管，所述多個陶瓷 管相對應地套于所述多條引出線之外；以及第二蓋子，所述第二蓋子設置成固接于所述第 一杯形件寬端的內表面，所述第二蓋子設置有與所述多個陶瓷管相配合的孔。
[0009] 更進一步優選地，所述多條引出線包括：第一引出線和第二引出線，其中，所述第 一引出線外表面設置有第一鉭箔片，所述第二引出線外表面設置有第二鉭箔片；以及所述 多個陶瓷管包括：第一陶瓷管和第二陶瓷管，其中，所述第一陶瓷管套于所述第一引出線 夕卜，所述第二陶瓷管套于所述第二引出線外。
[0010] 優選地，所述Ku波段行波管陰極結構還包括：第三鉭箔片和第四鉭箔片，所述第 三鉭箔片和第四鉭箔片設置成"U"形，其中，所述第三鉭箔片夾住所述第一鉭箔片且所述第 三鉭箔片固接于所述第一陶瓷管，所述第四鉭箔片夾住所述第二鉭箔片且所述第四鉭箔片 固接于所述第二陶瓷管。
[0011] 優選地，所述Ku波段行波管陰極結構還包括：多個卡箍，所述多個卡箍配置成將 相應的所述多個陶瓷管與所述第二蓋子固接。
[0012] 更進一步優選地，所述陰極基體的底面外側呈球面，所述球面的半徑為4. 6毫米， 所述球面的深度為1. 11毫米，所述球面的外徑為6. 3毫米。
[0013] 優選地，所述熱子組件包括熱子和瓷件，所述熱子通過螺旋繞制方式固定在所述 瓷件上。
[0014] 通過上述技術方案，本實用新型避免了 Ku波段行波管陰極結構因設計不合理引 起的工作不穩定的問題，通過第一蓋子的設計減少了溫度的散失，提高了熱效率，從而保證 了 Ku波段行波管陰極結構工作的穩定性，提高了行波管陰極結構的工作效率。
[0015] 本實用新型的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面 的【具體實施方式】一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中：
[0017] 圖1是本實用新型提供的一種Ku波段行波管陰極結構的結構示意圖。
[0018] 附圖標記說明
[0019] 1陰極基體 2熱子組件
[0020] 3第四杯形件 4第二杯形件
[0021] 5第三杯形件 6第一蓋子
[0022] 7第一杯形件 8第五杯形件
[0023] 9第二蓋子 10卡箍
[0024] 11第一陶瓷管 12第三鉭箔片
[0025] 13第一鉭箔片 14第二鉭箔片
[0026] 15第四鉭箔片 16第二陶瓷管。
【具體實施方式】
[0027] 以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處 所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0028] 本實用新型的目的是提供一種Ku波段行波管陰極結構，所述Ku波段行波管陰極 結構可以包括：陰極基體1，所述陰極基體1設置成筒狀結構，所述陰極基體1的底面外側 呈凹形；第一蓋子6,所述第一蓋子6封接所述陰極基體1的開口且所述第一蓋子6上設置 有開孔；以及熱子組件2,所述陰極基體1底面內側與第一蓋子6夾緊所述熱子組件2,且陰 極基體1和第一蓋子6的接觸面平整，所述熱子組件2包括多條引出線且所述引出線從所 述開孔引出，所述開孔為與所述多條引出線相配合的方形孔。
[0029] 通過上述技術方案，本實用新型避免了 Ku波段行波管陰極結構因設計不合理引 起的工作不穩定的問題，通過第一蓋子6的設計減少了溫度的散失，提高了熱效率，從而保 證了 Ku波段行波管陰極結構工作的穩定性，提高了行波管陰極結構的工作效率。
[0030] 優選地，所述Ku波段行波管陰極結構還包括：杯形組件，所述杯形組件設置在所 述陰極基體1外表面，以使得所述Ku波段行波管陰極結構保溫性更好，且能夠方便該結構 與其他裝置的連接。
[0031] 進一步優選地，所述杯形組件包括：第一杯形件7,所述第一杯形件7呈一級階梯 狀結構，所述第一杯形件7包括：第一杯形件7寬端和第一杯形件7窄端，也可以表示成階 梯狀結構為大環接小環(如圖1中所示的第一杯形件7的左端和右端)，其中，所述第一杯形 件窄端(如圖1中所示的第一杯形件7的右端)內表面固接于所述陰極基體1開口所在一端 的外表面；第二杯形件4,所述第二杯形件4的一端的內表面固接于所述第一杯形件寬端外 表面；第三杯形件5,所述第三杯形件5內表面固接于所述第二杯形件4外表面；第四杯形 件3,所述第四杯形件3呈一級階梯狀結構，所述第四杯形件3包括：第四杯形件寬端和第 四杯形件窄端(如圖1中所述的第四杯形件3右端和左端)，其中，所述第四杯形件窄端外表 面固接于所述第二杯形件4的另一端(如圖1中所述的第二杯形件4右端）的內表面；以及 第五杯形件8,所述第五杯形件8呈二級階梯狀結構，所述第五杯形件8包括：第五杯形件 寬端、第五杯形件中端和第五杯形件窄端(如圖1中所述的第五杯形件8左端、中端以及右 端)，其中，所述第五杯形件窄端的內表面固接于所述第三杯形件5的外表面。通過上述的 設計以滿足Ku波段行波管陰極結構的耐沖擊、耐振動并且其結構簡單，方便與其他的結構 相接。
[0032] 在一種實施方式中，所述陰極基體1可以為純鎢粉末壓制、浸鹽、車加工和釬焊而 成，熱子組件2可以使用直徑為0. 19mm鎢錸合金絲繞制并且可以通過瓷件和剛玉粉固定燒 結而成，第一蓋子6和第二蓋子9可以為鈮材料，第二杯形件4、第三杯形件5、第一鉭箔片 13、第二鉭箔片14、第三鉭箔片12、第四鉭箔片15和卡箍10可以為鉭箔材料，第四杯形件 3、第一杯形件7和第五杯形件8可以為可伐4J34合金材料，第一陶瓷管11和第二陶瓷管 16可以為99%的氧化鋁陶瓷材料。
[0033] 在一種優選的實施方式中，為了滿足所述Ku波段行波管陰極結構下一步安裝的 需求，如圖1中所示，所述陰極基體1右側端面比第四杯形件3右側端面左移最小距離為 0. 22毫米，第四杯形件3右側端面比第五杯形件8右側端面右移最小距離為2. 2毫米。
[0034] 在一種優選的實施方式中，所述第一杯形件7、第五杯形件8和第一蓋子6的焊接 處優選地加工成鋸齒狀，這樣方便進行焊接固定，防止上述器件固定不穩。進一步優選地， 所述第一杯形件7、所述第二杯形件4和所述第三杯形件5固接一端的所在端口對齊；以及 所述第五杯形件8窄端與所述第二杯形件4固接一端的所在端口對齊，以滿足下一步的安 裝使用。
[0035] 在一種實施方式中，所述Ku波段行波管陰極結構還包括：2個陶瓷管，所述2個陶 瓷管相對應地套于所述多條引出線之外；以及第二蓋子9,所述第二蓋子9設置成固接于所 述第一杯形件寬端的內表面，所述第二蓋子9設置有與2個陶瓷管相配合的孔，以通過2個 孔來固定住2個陶瓷管。進一步優選地，所述孔為圓孔。
[0036] 在一種實施方式中，所述多條引出線包括：第一引出線和第二引出線，其中，所述 第一引出線外表面設置有第一鉭箔片13,所述第二引出線外表面設置有第二鉭箔片14 ;以 及所述多個陶瓷管包括：第一陶瓷管11和第二陶瓷管16,其中，所述第一陶瓷管11套于所 述第一引出線外，所述第二陶瓷管16套于所述第二引出線外，所述陶瓷管有絕緣的功能并 且還能夠防止溫度的散失。
[0037] 在一種實施方式中，所述Ku波段行波管陰極結構還包括：第三鉭箔片12和第四鉭 箔片15,所述第三鉭箔片12和第四鉭箔片15可以設置成"U"形，其中，所述第三鉭箔片12 夾住所述第一鉭箔片13且所述第三鉭箔片12焊接于所述第一陶瓷管11，所述第四鉭箔片 15夾住所述第二鉭箔片14且所述第四鉭箔片15焊接于所述第二陶瓷管16。
[0038] 在另一種實施方式中，所述Ku波段行波管陰極結構還包括：第三鉭箔片12和第四 鉭箔片15,所述第三鉭箔片12和第四鉭箔片15可以設置成"V"形，這樣亦可以實現夾緊第 一鉭箔片13和第二鉭箔片14的功能。
[0039] 其中，所述第一鉭箔片13可以呈直角形(如圖1中所示）且一端固接于所述第四 杯形件寬端和所述第四杯形件中端階梯的內表面上(如圖1中伸向第五杯形件8左側臺階 上);以及所述第二鉭箔片14 一端與所述第四杯形件寬端端口對齊，這樣的設計可以方便第 一鉭箔片13的固定，且方便與其他部件進行連接，并且這樣能夠減小體積。
[0040] 優選地，所述Ku波段行波管陰極結構還包括：多個卡箍10,所述多個卡箍10配置 成將相應的所述多個陶瓷管與所述第二蓋子9固接，所述卡箍10可以呈階梯形圓環狀，如 圖1中所示的卡箍10左端為窄端，右端為寬端，窄端與所述多個陶瓷管固接，寬端與所述第 二蓋子9固接，以加固所述多個陶瓷管與所述第二蓋子9的固接。卡箍10的末端進行壓緊 并用鎢焊錐進行焊接。
[0041] 更進一步優選地，所述陰極基體1的底面外側呈球面，所述球面的半徑為4. 6毫 米，所述球面的深度為1. 11毫米，所述球面的外徑為6. 3毫米，這樣的設計可以使得發射電 流的密度增大。
[0042] 優選地，所述熱子組件2包括熱子和瓷件，所述熱子通過螺旋繞制方式(例如單螺 旋繞制方式或雙螺旋繞制方式）固定在所述瓷件上。
[0043] 通過上述的設計避免了 Ku波段行波管陰極結構因杯形組件設計的不合理引起的 體積過大、熱容較大的問題，同時通過杯行組件和陰極基體1的焊接避免了在工作狀態下 由于機械振動而引起的陰極發射球面與其余剩下的所有其他部件同心度不高的問題，并且 通過第一蓋子6的設計減少了溫度的散失，提高了熱效率，保證了 Ku波段行波管陰極結構 的穩定性，提高了 Ku波段行波管陰極結構的合格率，即Ku波段行波管陰極的使用壽命，因 Ku波段行波管陰極結構在精度很高的工裝上完成裝配，所以工藝重復性和穩定性好。
[0044] 其中，所述Ku波段行波管陰極結構采用加速壽命試驗，在陰極正常工作溫度 1050°C提高100°C、150°C和200°C下進行一定批量的壽命試驗，其中，試驗管子為20支，在 工作比為1%，支取陰極發射電流為1. 3A，記錄陰極發射電流低于1. 35A的試驗數據，根據加 速試驗數學模型公式Hp = Hh · n (TMp/5C0,其中，Hp為工作溫度下陰極的壽命、Hh為試驗溫度 下陰極的壽命、η為陰極金屬和發射物質性質有關的參量、T p為陰極工作溫度、Th為陰極試 驗溫度，計算得出陰極壽命達到1 〇〇〇〇小時以上，即提高了合格率，滿足了 Ku波段行波管陰 極結構的設計要求。
[0045] 在一種優選的實施方式中，進行以下步驟以制作上述行波管陰極結構：
[0046] S101，將第一鉭箔片13和第二鉭箔片14對齊疊加放到銅電極上，用鎢焊錐將一端 焊接固定，然后將熱子組件2第一引出線放進疊加的第一鉭箔片13的中間，從根部對齊，用 鎢焊錐將第一引出線與第一鉭箔片13焊接固定，用同樣的方法將第二引出線和第二鉭箔 片14焊接牢固。
[0047] S102,將陰極基體1放置到底座上，然后將熱子組件2和第一蓋子6分別安裝到陰 極基體1的相應位置并緊固，在激光焊接機上完成焊接。
[0048] S103,在夾具上將兩個卡箍10焊接在第二蓋子9上，保證卡箍10的孔與第二蓋子 9上的兩個圓孔同軸，然后將第一杯形件7安裝在夾具上，最后將帶有卡箍10的第二蓋子9 放置于第一杯形件7左側內部，直至夾具端面，在激光焊接機上完成焊接。
[0049] S104,將S102完成的組件安裝在夾具里，然后將S103完成的組件放置于S102完 成的組件里，再將第一陶瓷管11和第二陶瓷管16分別套在熱子組件2的引出線上并緊固， 在激光焊接機上完成焊接。
[0050] S105,用鎢焊鉗將卡箍10焊接牢固，使得卡箍10能夠控制以使得上述2個陶瓷管 不能發生晃動。再將第三鉭箔片12卡到第一陶瓷管11出口的第一鉭箔片13上，并用鎢焊 錐將第一鉭箔片13與第三鉭箔片12焊接牢固，用同樣的方法將另一個熱子組件2引腳上 的第二鉭箔片14和第四鉭箔片15焊接牢固，并要求第三鉭箔片12壓緊陶瓷管。
[0051] S106,先將第四杯形件3和第二杯形件4分別套在夾具上，并用鎢焊錐進行焊接， 然后將第三杯形件5套在第二杯形件4外面并緊固，并用鎢焊錐進行焊接，拆卸夾具取出組 件。
[0052] S107,將S105完成的組件安裝在夾具里，再將S106完成的組件套在S105完成的 組件外面并緊固，在激光焊接機上沿圓周部分均勻焊接。
[0053] S108,將第五杯形件8套在S107完成的組件外面，保證第五杯形件8如圖1所示 的右端抵住夾具端面并緊固，在激光焊接機上從第五杯形件8右側開槽處沿圓周部分均勻 焊接。
[0054] S109,用鑷子調整熱子組件2第一引出線焊接的第一鉭箔片13向上折彎直角并延 伸至第五杯形件寬端(如圖1中所示的第五杯形件8的左側）與第五杯形件窄端(如圖1中 所示的第五杯形件8的右側）的臺階上，并用鎢焊錐進行焊接，用剪刀縮減第一鉭箔片13， 保證第一鉭箔片13最左端與第五杯形件8左端對齊。
[0055] 以上結合附圖詳細描述了本實用新型的優選實施方式，但是，本實用新型并不限 于上述實施方式中的具體細節，在本實用新型的技術構思范圍內，可以對本實用新型的技 術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。
[0056] 另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛 盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本實用新型對各 種可能的組合方式不再另行說明。
[0057] 此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違 背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。
【權利要求】
1. 一種Ku波段行波管陰極結構，其特征在于，所述Ku波段行波管陰極結構包括：陰極 基體（1 )，所述陰極基體（1)設置成筒狀結構，所述陰極基體（1)的底面外側呈凹形； 第一蓋子（6)，所述第一蓋子（6)封接所述陰極基體的開口且所述第一蓋子（6)上設置 有開孔；以及 熱子組件（2)，所述陰極基體（1)底面內側與第一蓋子（6)夾緊所述熱子組件（2)，所述 熱子組件（2)包括多條引出線且所述引出線從所述開孔引出。
2. 根據權利要求1所述的Ku波段行波管陰極結構，其特征在于，所述Ku波段行波管陰 極結構還包括：杯形組件，所述杯形組件設置在所述陰極基體（1)外表面。
3. 根據權利要求2所述的Ku波段行波管陰極結構，其特征在于，所述杯形組件包括： 第一杯形件（7)，所述第一杯形件（7)呈一級階梯狀結構，所述第一杯形件（7)包括：第一杯 形件寬端和第一杯形件窄端，其中，所述第一杯形件窄端的內表面固接于所述陰極基體（1) 開口所在一端的外表面； 第二杯形件（4)，所述第二杯形件（4)的一端的內表面固接于所述第一杯形件（7)寬端 外表面； 第三杯形件（5)，所述第三杯形件（5)內表面固接于所述第二杯形件（4)外表面； 第四杯形件（3)，所述第四杯形件（3)呈一級階梯狀結構，所述第四杯形件（3)包括：第 四杯形件寬端和第四杯形件窄端，其中，所述第四杯形件窄端外表面固接于所述第二杯形 件（4)的另一端的內表面；以及 第五杯形件（8)，所述第五杯形件（8)呈二級階梯狀結構，所述第五杯形件（8)包括：第 五杯形件寬端、第五杯形件中端和第五杯形件窄端，其中，所述第五杯形件窄端的內表面固 接于所述第三杯形件（5)的外表面。
4. 根據權利要求3所述的Ku波段行波管陰極結構，其特征在于，所述第一杯形件（7)、 所述第五杯形件（8)以及所述第一蓋子（6)的固接處為鋸齒狀。
5. 根據權利要求3所述的Ku波段行波管陰極結構，其特征在于，所述Ku波段行波管陰 極結構還包括：多個陶瓷管，所述多個陶瓷管相對應地套于所述多條引出線之外；以及 第二蓋子（9)，所述第二蓋子（9)設置成固接于所述第一杯形件寬端的內表面，所述第 二蓋子（9)設置有與所述多個陶瓷管相配合的孔。
6. 根據權利要求5所述的Ku波段行波管陰極結構，其特征在于，所述多條引出線包括： 第一引出線和第二引出線，其中，所述第一引出線外表面設置有第一鉭箔片（13)，所述第二 引出線外表面設置有第二鉭箔片（14);以及 所述多個陶瓷管包括：第一陶瓷管（11)和第二陶瓷管（16)，其中，所述第一陶瓷管 (11)套于所述第一引出線外，所述第二陶瓷管（16)套于所述第二引出線外。
7. 根據權利要求6所述的Ku波段行波管陰極結構，其特征在于，所述Ku波段行波管 陰極結構還包括：第三鉭箔片（12)和第四鉭箔片（15)，所述第三鉭箔片（12)和第四鉭箔片 (15)設置成"U"形，其中，所述第三鉭箔片（12)夾住所述第一鉭箔片（13)且所述第三鉭箔 片（12)固接于所述第一陶瓷管（11 )，所述第四鉭箔片（15)夾住所述第二鉭箔片（14)且所 述第四鉭箔片（15)固接于所述第二陶瓷管（16)。
8. 根據權利要求3所述的Ku波段行波管陰極結構，其特征在于，所述Ku波段行波管陰 極結構還包括：多個卡箍（10)，所述多個卡箍（10)配置成將相應的所述多個陶瓷管與所述 第二蓋子（9)固接。
9. 根據1-8中任意一項權利要求所述的Ku波段行波管陰極結構，其特征在于，所述陰 極基體（1)的底面外側呈球面，所述球面的半徑為4. 6毫米，所述球面的深度為1. 11毫米， 所述球面的外徑為6. 3毫米。
10. 根據1-8中任意一項權利要求所述的Ku波段行波管陰極結構，其特征在于，所述熱 子組件（2)包括熱子和瓷件，所述熱子通過螺旋繞制方式固定在所述瓷件上。
【文檔編號】H01J23/04GK203910741SQ201420164572
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】吳華夏, 孟昭紅, 陳愛民, 于晨晨, 卞磊, 鄒鶯歌, 王瑩 申請人:安徽華東光電技術研究所