[发明专利]线包磁聚焦强流电子注传输过程模拟测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及真空电子学领域，尤其涉及强流电子注分析系统中用于测量电子注传输过程的特性的模拟测量系统。

背景技术

图1A是传统的用于微波电真空器件的强流电子注电子光学分析仪的部分结构图。图1B是其中的电子枪系统的结构图。由图1A可见，所述强流电子注电子光学分析仪包括电子枪系统1，电子枪系统1用于产生强流电子注，并入射到电子漂移管2。并且电子枪系统1和电子漂移管2均为纵向竖立设置，电子漂移管2安装在电子枪系统1的上方，电子枪系统1向上部发射强流电子注。

如图1B所示，电子枪系统1包括电子枪、主真空腔体、外接口、高压馈电头、热子、陶瓷环件、阴极热子引线等。电子枪包括栅极、阴极、阳极，陶瓷环件将阴极、热子、栅极固定在主真空室的底部，并使之与主真空室的室壁绝缘。阴极热子引线由主真空腔体底部的高压馈电头引出主真空腔体，栅极和阴极是同电位的结构。高压馈电头仅能耐压10kV左右；阳极头组件是安置于主真空腔体顶部的另一个大法兰盘上。阴极至阳极距离，栅极至阴极距离都是固定的，由阴极、栅极的过渡支撑环件的长度所决定的。

上述强流电子注电子光学分析仪通常只有测量电子枪无磁场聚焦和行进过程的电子注自由扩散的研究。没有磁聚焦情况下电子注传输过程特性的模拟测量结构。长期以来的研究都是纸面上理论估算和实管的经验调试。曾有人试图在图1A和图1B所示的结构上的电子枪固定的阳极法兰盘平面堆起一个和数个大线包叠起来，通过调整线包的电流，粗略在电子注电压不足万伏、电子注电流不足数安培的情况下，定性观察电子注在磁场匹配时电子注变化情况，但难以定量研究分析。

近代电子计算机发展模拟计算对设计模拟有了一定提高，但仍有较大误差，极需有接近真实的热测状态下，由更直观准确的热测实验模拟结构来进一步提高电子注传输过程中电子光学特性的了解，并研究电子枪与磁场过渡区匹配及磁场位形的匹配，设计良好的微波真空器件的电子光学系统。

因此，现在存在的问题一方面是是现有的强流电子注分析仪缺少电子注传输过程的模拟测量结构，其中最首要的是线包磁聚焦均匀场形的电子注传输过程模拟测量系统。另一方面，现有的模拟测量系统不能满足具有近100kV电子注电压、30A电子注电流高功率强流电子注及5-6千高斯均匀磁场聚焦系统的，具有相对论效应影响的模拟测量要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明所解决的技术问题是要提出线包磁聚焦强流电子注传输过程模拟测量系统，以满足高电压、大功率微波器件所需近100kV电子注电压、30A电子注电流及5-6千高斯以上的均匀线包磁场聚焦的功能要求。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出一种线包磁聚焦强流电子注传输过程模拟测量系统，包括通用电子注漂移管、通透收集极、线包磁聚焦结构，其中，所述通用电子注漂移管与所述通透收集极横向水平连接，所述线包磁聚焦结构套在所述通用电子注漂移管的外围；当电子注进入所述通用电子注漂移管后，在所述线包磁聚焦结构的作用下，在所述线包磁聚焦结构所产生的磁场中传输行进，再进入所述通透收集极。

根据本发明的一种具体实施方式，所述通用电子注漂移管包括前接口大法兰盘、后接口大法兰盘、漂移管内胆管壁、漂移管管体、漂移管内胆、第一绝缘陶瓷环和第二绝缘陶瓷环，其中，所述漂移管内胆用来承接离散的电子轰击，并冷却内胆收集离散的电子流；由所述第一绝缘陶瓷环和第二绝缘陶瓷环将该漂移管内胆与所述漂移管管体电绝缘，并钎焊在所述漂移管管体上。

根据本发明的一种具体实施方式，所述前接口大法兰盘是由高磁导率材料KM31制成。

根据本发明的一种具体实施方式，所述漂移管内胆是由无氧铜制成的。

根据本发明的一种具体实施方式，所述通透收集极是由前接口法兰盘、后接口法兰盘、收集极管体、收集极内胆、第一绝缘大陶瓷环、第二绝缘大陶瓷环组成；所述收集极内胆经由所述第一绝缘大陶瓷环、第二绝缘大陶瓷环与所述收集极管体钎焊并电绝缘，所述收集极内胆用来承接发散的电子注主流的轰击并降温。

根据本发明的一种具体实施方式，所述收集极内胆由无氧铜制成。