[发明专利]磁控管阴极

说明书

技术领域

本发明涉及磁控管阴极以及包括该阴极的磁控管。

背景技术

磁控管是产生高频功率的设备。在一种类型的磁控管中，阴极以大体同轴的布置被阳极包围。阳极包括谐振阳极空腔，谐振阳极空腔可以例如通过多个径向延伸的阳极叶片或通过一些其他构造限定，且阴极表面和阳极叶片尖端之间的空间提供互相感应空间。在操作中，电场在阳极和阴极之间确立，且磁场设置成横向于电场。来自阴极的电子被电场和磁场作用。谐振在阳极空腔中建立以产生通过合适的耦合机构从阳极空间提取的高频能量。

一种已知磁控管在图1中以纵向剖面示意性示出。磁控管包括同轴地包围沿其纵向轴线布置的阴极2的大体环形空腔1。阳极3包括八个叶片4和空腔1的壁5。两个磁极件6和7布置在阴极2的相对端且设计成产生在磁控管的互相感应的区域中的实质上轴向的场。U形件8提供用于磁通的返回路径。阳极条组9被包括以连接叶片4中交替的一些从而控制磁控管谐振模式。

发明内容

根据本发明第一方面，磁控管阴极包括：含有电子发射材料（electron emissive material）的圆柱形阴极主体以及布置成支撑阴极主体的支撑结构。支撑结构具有纵向轴线且包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有与第一端帽一体形成的第一圆柱体，所述第二部分具有与第二端帽一体形成的第二圆柱体。所述第一圆柱体和所述第二圆柱体具有在纵向轴线方向的重叠区域且连接在一起，所述阴极主体围绕所述支撑结构的所述第一部分的所述第一圆柱体定位且通过焊接连接部连接到第一圆柱体。第一圆柱体的外表面在所述焊接连接部处开槽。

根据本发明的磁控管阴极可具有结构上强健且相对硬的构造。这在例如机械应力导致的运动可导致输出改变且导致不期望的计量改变的X射线放射疗法应用中尤其有利。强健且相对硬的结构有助于抵消这些不期望的影响。根据本发明的磁控管阴极可有利地用于X射线断层照相，或其他涉及资源运动的应用中，以提供一致的输出，甚至在例如涉及旋转的应力时。磁控管部件之间的相对运动可导致输出频率的偏移和其他不期望的结果中。根据本发明的具有支撑结构的磁控管阴极可解决这些问题。其还可提供比常规结构的磁控管阴极更轻的轻质磁控管阴极，因为本发明方法可获得的另外的硬度。根据本发明的实施方式还可以在其他应用中是有益的。

另外，根据本发明的磁控管阴极的构造趋向于便于制造磁控管阴极，因为端帽和圆柱体部分的整体性质以及重叠区域可提供在组装中的自夹紧，导致更精确的最终尺寸以及重复性且因此影响阴极的质量。而且，端帽和圆柱体部分的整体性质提供这些部分之间的固定关系，而无论例如在操作中阴极需要如何的运动，这对磁控管的一致输出是期望的。这还在船运中是有用的以减少处理或船运期间阴极干扰或运动的风险，这再次对于操作磁控管是有益的。

端帽有时称为端件，用于帮助约束磁控管阳极和阴极之间的空间中的电子。实施方式可包括配置有弯曲表面或平表面的端帽部分。

支撑结构的第一部分的第一圆柱体的带凹槽外表面可在组装之前包括有焊接材料。在加热以形成与阴极主体的焊接连接部之后，在其后的磁控管操作期间，带凹槽外表面可通过提供焊接部件之间的键合来帮助维持结构完整性，因为焊接材料的一些可保持在凹槽中。另外，凹槽的构造可被选择以提供在制造中焊接材料相对一致的分布，这可以是有利的，例如，因为其趋向于允许磁控管阴极发射区域的精确定位。

在一个实施方式中，多个周向凹槽被包括在支撑结构圆柱体的外表面中在与阴极主体的焊接连接部处。凹槽中每个或一些可以是连续的。如果一些或所有凹槽是不连续的，则凹槽可被对齐使得邻近凹槽中的不连续性可定位在圆周处的不同位置，以给予交错的构造。

在一个实施方式中，所述第一圆柱体的外表面包括在与阴极主体的焊接连接部处的至少一个螺旋凹槽。这提供了在组装过程期间焊接材料的纵向和周向分布的源，且还可提供在纵向和周向方向上的机械支撑。

在一个实施方式中，使用交叉的螺旋和周向凹槽的组合。在其他实施方式中还可使用其他凹槽构造。

凹槽轮廓在凹槽区域不同部分处可以是V形的、U形的或V和U形凹槽的组合。其他轮廓或轮廓组合可被使用，例如，轮廓可以是具有相对于彼此成直角的平壁的三面沟槽。

在一个实施方式中，第一和第二圆柱体的重叠区域在纵向轴线方向上定位成相对于到所述支撑结构的中心更靠近所述支撑结构的一端。在另一实施方式中，重叠区域中心地定位且在另一实施方式中，其沿着第一和第二圆柱体的实质上整个长度是延伸的。后者的构造提供良好的强度和硬度，但是需要更多材料且可能较重，这对于某些应用是不期望的。