[发明专利]一种抑制脉冲行波管栅发射的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微波电真空技术领域，是一种抑制脉冲行波管栅发射的方法，实现抑制栅极热电子发射现象的目标，提高了脉冲行波管工作可靠性和稳定性。

背景技术

目前栅控脉冲行波管被广泛应用于雷达、电子对抗等国防重点工程，其工作原理是通过在栅网上施加负直流电位来截止阴极电子的发射，或施加正脉冲调制信号来控制阴极电子的发射，从而使行波管工作在一定脉宽和重频的脉冲调制状态，实现高峰值功率的脉冲输出。

在栅控脉冲行波管的电子枪中，栅网是用来发挥控制极的作用，控制极本身是不应该有电子发射的，如果该控制极有电子发射，将扰乱从阴极发射出来的电子注的层流性，使行波管电子注层流性变差，或导致调制器打火，严重时使行波管及其供电高压电源失效，从而极大程度上降低了栅控脉冲行波管的工作可靠性和稳定性。目前栅控脉冲行波管均采用钼(Mo)作为栅网材料，这是因为钼不仅具备高温电真空材料特性，还具有很好的塑性加工性能，但在行波管工作期间经常出现了栅极热电子发射现象，导致发射机出现打火故障并失效。而目前针对这种现象通常采取的措施是对钼基底栅网进行表面改性处理，即在钼基底栅网上增加一层反发射薄膜(如C、Au、Hf、Pt等)，也能在一定程度上改善栅发射现象，但表面改性的薄膜与基底之间存在结合力不牢问题，有脱落现象，因此会产生次生问题影响脉冲行波管工作可靠性和稳定性。由于脉冲行波管在现代军事领域所占比例不断上升，因此脉冲行波管的栅发射问题亟待彻底解决。

发明内容

本发明的目的，是为了克服目前栅控脉冲行波管中钼基底栅网的栅发射现象，提供一种抑制脉冲行波管栅发射的方法，能够有效抑制栅发射，提高栅控脉冲行波管的可靠性。该发明方法操作简单、应用成果显著。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种抑制脉冲行波管栅发射的方法，用于改善脉冲行波管工作可靠性和稳定性，其采用铪(Hf)材料作为栅网基底材料，制作脉冲行波管电子枪中的栅网。

所述的抑制脉冲行波管栅发射的方法，其所述电子枪中的栅网，其制作工艺包括步骤：

a)栅网毛坯采用铪金属箔；

b)将铪箔在真空炉中进行退火，温度是850±20℃，保温15±3分钟；

c)将b步骤中获得的退火态铪箔，经过机械冲制加工成所需的球形弧面栅网毛坯；

d)将c步骤中所得的栅网毛坯，采取电火花或光刻加工成所需的网状结构；

e)将d步骤中获得的加工好的铪栅网进行高温真空去气，再采用激光焊接方式将之与其支撑零件焊接牢固，得成品。

所述的抑制脉冲行波管栅发射方法，其还包括装配工艺：

f)将e步骤中所得的部件装架到电子枪上；

g)采用氩弧焊或真空炉焊接方式，将装架好的电子枪与高频组件进行对接。

所述的抑制脉冲行波管栅发射的方法，其所述a步骤中，铪箔的厚度为0.05～0.08mm。

所述的抑制脉冲行波管栅发射方法，其所述e步骤中的高温真空去气，其真空度优于1×10^-5Pa，温度是800±20℃，保温10±3分钟。

本发明的有益效果是：通过在脉冲行波管电子枪中应用铪基底栅网能杜绝栅发射现象，保证了脉冲行波管工作的可靠性和稳定性，使管子工作更稳定、更可靠、使用寿命更长。

附图说明

图1是本发明的一种抑制脉冲行波管栅发射的方法中所用栅网的三维示意图；

图2是铪基底栅网直流伏安特性曲线图；

图3是钼基底栅网俄歇电子能谱分析曲线图；

图4是铪基底栅网俄歇电子能谱分析曲线图。

具体实施方式

本发明的一种抑制脉冲行波管栅发射的方法，直接采用铪(Hf)作为栅网材料。铪也是高温电真空材料，只是塑性加工性能较钼差些，但经过严格控制退火工艺以及一系列的工艺操作流程，能有效提高成品率。另外需要特别强调的是由于铪在一定的温度下能与H₂、O₂、N₂发生反应，因此需要注意高温时的环境气氛，以免在一定的高温下和一定的气氛中铪发生了物质形态的变化，导致栅网机械强度显著降低。