专利名称：一种三叶草慢波结构的周期永磁聚焦系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及真空电子器件领域，尤其涉及一种三叶草慢波结构的周期永磁聚焦系统。
背景技术：
行波管作为真空微波功率放大器件，具有频带宽、增益大、效率高、输出功率大等优点，在各类军用微波发射机中有着广泛的应用，被誉为武器装备的“心脏”。行波管是一种十分复杂的器件，涉及到微波、电子光学、真空、阴极等技术。其中电子光学技术是行波管设计中最为关键的部分。良好的电子注流通率的获得是行波管能否研制成功的决定性因素之一。几乎所有的行波管都利用磁场对电子注聚焦。可以用电磁铁或永久磁钢产生磁场。电磁铁就是利用电流通过线圈在线圈周围产生磁场。永久磁钢是利用电子在材料中的运动产生磁场，不需要额外提供功率。永磁体聚焦中应用最为广泛的是周期永磁聚焦系统 (PPM)0为了提高行波管的功率，曾经出现过“三叶草”、“蜈蚣”、“长槽”等慢波结构的耦合腔行波管。目前，只有三叶草慢波结构行波管有实用管型。三叶草慢波结构是负电感耦合的周期性加载波导，互作用阻抗较高，有一定的带宽。
实用新型内容本实用新型目的是提供一种三叶草慢波结构的周期永磁聚焦系统，以实现可以对三叶草慢波行波管进行聚焦的目的。为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为一种三叶草慢波结构的周期永磁聚焦系统，包括有三个软铁材料圆盘状的三叶草膜片，所述三叶草膜片中间开有中心通孔，其特征在于所述三叶草膜片相互平行且共圆心轴，还包括有多个相互平行的耦合峰膜片，所述耦合缝膜片由相互平行的圆盘状的软铁盘、 铜盘共圆心轴面连接而成，所述软铁盘、铜盘中间均开有中心通孔，每个三叶草膜片夹在两个耦合峰膜片之间，且耦合峰膜片的软铁盘面与三叶草膜片的对应侧面连接为一体，相邻三叶草膜片之间的耦合峰膜片相对的铜盘面之间还连接有铜环，所述相邻三叶草膜片之间还连接有套在所述铜环、相邻三叶草膜片之间的耦合缝膜片外的磁环。所述的一种三叶草慢波结构的周期永磁聚焦系统，其特征在于所述三叶草膜片中心通孔形状由圆形和按90°均勻分布在圆形周围且与圆形连接为一体的扇形构成。所述的一种三叶草慢波结构的周期永磁聚焦系统，其特征在于所述铜盘的中心通孔形状为圆形，以及按圆周均勻分布在圆形周围且按径向设置的与圆形相对隔离的腰形孔构成。本实用新型能够为三叶草结构慢波系统耦合腔行波管提供良好的聚焦，同时通过磁系统结构的设计，为三叶草慢波系统提供良好的散热，以保证三叶草慢波行波管能承受
3很大的平均功率。本实用新型利用组成三叶草慢波系统的两种膜片，即三叶草膜片和耦合缝膜片来组成周期永磁聚焦系统的极靴。三叶草膜片全部用软铁材料制作，作为行波管的极靴。耦合缝膜片的材料采用软铁和铜复合制作，其中软铁的部分放置在三叶草膜片的两侧组成所述极靴的加载头，铜的部分从电子注通道一直延伸到管壳，以提高行波管的散热能力。利用该实用新型制作的某X波段峰值功率为16KW的三叶草行波管当所加磁场Bz 的峰值，以及工作比，与电子注流通率以及行波管管体最高温度的关系的测试数据如表1 所示表 1
Bz工作比流通率温度2800Gs1%91%45 "C2800Gs3%91%85 "C3000Gs3%94%76 "C3200Gs3%93%80 "C3000Gs5%94%117°C3000Gs8%90%187°C从以上数据中可见，该磁聚焦系统完全满足了使用要求，电子注流通率都在90% 以上，达到了常用的休斯形耦合腔行波管周期永磁聚焦系统的水平。本实用新型提出了一种适用于三叶草慢波结构的周期永磁聚焦系统结构，应用该结构，可以对三叶草慢波行波管进行聚焦，并且能为三叶草慢波系统提供良好的散热能力。
图1为本实用新型结构示意图。图2为三叶草膜片截面图。图3为耦合缝膜片截面图。图4为省略了铜制零件的磁系统结构图。
具体实施方式
如图1-图3所示。一种三叶草慢波结构的周期永磁聚焦系统，包括有三个软铁材料圆盘状的三叶草膜片1，三叶草膜片1中间开有中心通孔7，三叶草膜片1相互平行且共圆心轴，还包括有多个相互平行的耦合峰膜片6，耦合缝膜片6由相互平行的圆盘状的软铁盘3、铜盘2共圆心轴面连接而成，软铁盘3、铜盘2中间均开有中心通孔，每个三叶草膜片1 夹在两个耦合峰膜片6之间，且耦合峰膜片6的软铁盘3面与三叶草膜片1的对应侧面连接为一体，相邻三叶草膜片1之间的耦合峰膜片6相对的铜盘面之间还连接有铜环5，相邻三叶草膜片1之间还连接有套在铜环5、相邻三叶草膜片1之间的耦合缝膜片6外的磁环 4。三叶草膜片1中心通孔7形状由圆形和按90°均勻分布在圆形周围且与圆形连接为一体的扇形构成。铜盘2的中心通孔8形状为圆形，以及按圆周均勻分布在圆形周围且按径向设置的与圆形相对隔离的腰形孔构成。本实用新型中的三叶草膜片利用软铁材料制作，并且一直伸出到管外，与永磁体环接触，作为永磁体环的极靴，将永磁体环中的磁场导热到电子注通道中。[0024]通过铜盘2和软铁盘3复合组成了慢波系统的另外一种膜片即耦合缝膜片6，耦合缝膜片6与三叶草膜片1，以及铜环5交叉排列共同组成三叶草慢波系统。1个慢波周期的排列顺序为耦合缝膜片6、三叶草膜片1、耦合缝膜片6、铜环5、耦合缝膜片6、三叶草膜片 1、耦合缝膜片6。组成耦合缝膜片的软铁盘3同样也是由软铁材料制作，它与三叶草膜片1配合构成了极靴的加载头，可以增强通道中的磁场强度，同时减小了磁场的不均勻性。组成耦合缝膜片的铜盘2由铜制作，它从电子注通道处一致延伸到管外，与铜环5 一起共同组成了慢波系统的散热通道。由于铜的导热系数极高，所以这样的安排可以获得良好的导热效果，保证行波管能承受较大的功率，而不至于过热。如图4所示。为了使所述的慢波系统看起来更清楚，将铜制零件全部去除后，这是一个周期形磁聚焦系统，磁环4的充磁顺序是N. S ； S，N交叉排列，与常用的周期永磁聚焦系统是一致的。本实用新型中所述的周期永磁聚焦系统，结构简单，并且在实际制管过程中得到了应用，取得了较好的应用效果，具有一定的推广价值。
权利要求1.一种三叶草慢波结构的周期永磁聚焦系统，包括有三个软铁材料圆盘状的三叶草膜片，所述三叶草膜片中间开有中心通孔，其特征在于所述三叶草膜片相互平行且共圆心轴，还包括有多个相互平行的耦合峰膜片，所述耦合缝膜片由相互平行的圆盘状的软铁盘、 铜盘共圆心轴面连接而成，所述软铁盘、铜盘中间均开有中心通孔，每个三叶草膜片夹在两个耦合峰膜片之间，且耦合峰膜片的软铁盘面与三叶草膜片的对应侧面连接为一体，相邻三叶草膜片之间的耦合峰膜片相对的铜盘面之间还连接有铜环，所述相邻三叶草膜片之间还连接有套在所述铜环、相邻三叶草膜片之间的耦合缝膜片外的磁环。
2.根据权利要求1所述的一种三叶草慢波结构的周期永磁聚焦系统，其特征在于所述三叶草膜片中心通孔形状由圆形和按90°均勻分布在圆形周围且与圆形连接为一体的扇形构成。
3.根据权利要求1所述的一种三叶草慢波结构的周期永磁聚焦系统，其特征在于所述铜盘的中心通孔形状为圆形，以及按圆周均勻分布在圆形周围且按径向设置的与圆形相对隔离的腰形孔构成。
专利摘要本实用新型公开了一种三叶草慢波结构的周期永磁聚焦系统，利用组成三叶草慢波系统的两种膜片(即三叶草膜片和耦合缝膜片)来组成周期永磁聚焦系统的极靴。三叶草膜片全部用软铁材料制作，作为行波管的极靴。耦合缝膜片的材料采用软铁和铜复合制作，其中软铁的部分放置在三叶草膜片的两侧组成极靴的加载头，铜的部分从电子注通道一直延伸到管壳，以提高行波管的散热能力。
文档编号H01J23/087GK201946556SQ201020670709
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者任振国, 吴华夏, 张丽, 江祝苗 申请人:安徽华东光电技术研究所