[发明专利]适用于径向对数螺旋微带慢波线的径向发散电子注电子枪

说明书

技术领域

    本发明属于真空电子器件技术领域，涉及一种电子枪，尤其涉及一种适用于径向对数螺旋微带慢波线的径向发散电子注电子枪。

背景技术

行波管是真空微波电子学领域内最为重要的一类微波功率放大器件，其具有功率大、效率高、增益高、频带宽和寿命长的特点，因而广泛应用于雷达、制导、干扰、通信、微波遥感、辐射测量等领域，其性能直接决定着装备的水平。

一支典型的行波管由电子枪、聚焦系统、慢波线（慢波结构）、输入输出装置和收集极五部分组成。作为行波管的核心部件，慢波线的任务是传输高频电磁行波并使电磁波的相速降到同步速度，并实现电磁波对电子注的调制，从而使电子注交出直流能量放大高频场，它的性能优劣直接决定了行波管的工作带宽、输出功率和效率等。

对数螺旋慢波线是一种具有极低工作电压的慢波线，它的工作电压在百伏以内，对电源的需求极大降低。本申请人于2012年10月24日就对申请号为201210409251.6发明专利名称为“一种径向对数螺旋微带慢波线”进行过申请，其为一种沿径向方向的准周期结构，采用平面扇形电子束工作，包括扇形金属屏蔽壳、扇形介质底板以及角度径向对数螺旋金属带，角度径向对数螺旋金属带由单根径向对数螺旋微带线上截取角度为θ的一部分弧线，以及将截取弧线相邻首尾交替连接的金属带组成。采用本发明径向对数螺旋微带慢波线的行波管，其工作电压远低于常规的低电压螺旋线行波管，相对于耦合腔类行波管则具有更大的优势。

使用径向对数螺旋微带慢波线的径向束行波管，在大幅降低行波管工作电压的同时具有较高输出功率，且体积小，制造成本低。且现有的电子枪发射的电子注大多是横截面圆柱形电子注，矩形带状电子注、椭圆形电子注或者边缘为椭圆形的带状电子注等各种形状结构的电子注，因而这些现有的电子枪工作时与上述发明专利申请中采用了平面扇形电子束工作的径向对数螺旋微带慢波线之间不能很好地进行同步，因而不会产生输出功率或者输出功率很小，从而导致行波管的效率低下。

为了克服现有电子枪与采用了平面扇形电子束工作的径向对数螺旋微带慢波线之间不能很好地进行同步的技术问题，本发明针对上述发明专利申请的径向对数螺旋微带慢波线，而提供了一种专用于径向对数螺旋微带慢波线的径向发散电子注电子枪。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的现有电子枪与采用了平面扇形电子束工作的径向对数螺旋微带慢波线之间不能很好地进行同步的技术问题，提供一种适用于径向对数螺旋微带慢波线的径向发散电子注电子枪，使该电子枪与采用了平面扇形电子束工作的径向对数螺旋微带慢波线之间能够很好地进行同步。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种适用于径向对数螺旋微带慢波线的径向发散电子注电子枪，包括枪壳，所述枪壳内设置有阴极组件、控制极和阳极，所述阴极组件的阴极头置于控制极的径向孔内；阴极头的轴向宽度h_c=（0.2~2）mm，控制极的径向孔的轴向宽度h_k=h_c+（0.1~1）mm，控制极的开口台阶的轴向宽度h_k1=（1~2）mm，阳极的轴向开口的轴向宽度h_a=（0.1~4）mm，阴极头靠近阳极一侧的端面与控制极径向孔靠近阳极一侧的末端的距离d_ck=（0~1.5）mm，阴极头与阳极的距离d_ca=（0.5~1.5）mm，阴极头的阴极发射面为双曲面型发射面，阴极头的阴极发射面的曲率半径r_c=（0.3~10）mm，控制极径向孔内角向左右两侧的斜坡凸起的倾角ψ₁=(25~75)°，阳极的径向孔的倾角ψ₂=（0~45）°；阳极端面的径向半径R_a=（14~17）mm，阴极端面的径向半径R_c=(12~16)mm，控制极端面的径向半径R_k1=（12.5~16.5）mm，控制极开口台阶终端的径向半径R_k2=R_k1-（0.1~1）mm，阴极头端面的角向角度θ_c=（1~180）°，控制极的径向孔的角向角度θ_k1=θc+（0.4~8）°，控制极端面的角向角度θ_k2=θ_k1+(2~4)°，阳极端面的角向角度θ_a=θ_c+（2~6）°。