[发明专利]一种可控产生不同直径强流电子束的二极管装置

说明书

技术领域

本发明专利涉及高功率微波器件技术领域，具体涉及一种可控产生不同直径强流电子束的二极管装置。

背景技术

目前，脉冲高功率微波源装置最通常实用的二极管电子束是以爆炸性过程为基础的，即阴极电子束发射为场致发射。场致电子发射并不需要提供给阴极源体内电子以额外的能量，而是靠强的外加电场来压抑物体的表面势垒，使发射体内的大量电子由于隧道效应穿透表面势垒逸出，形成场致电子发射。在高功率微波器件技术中，一般采用爆炸发射阴极产生强流电子束。阴阳极之间的电压为兆伏量级，电流为几千安培之几十千安培之间。在高功率微波器件调试过程中，需调整在器件中传输的电子束参数，即电子束电压和电子束束流强度。其主要工作步骤是破坏器件真空，拆除器件，改变二极管中阴极直径或阴极与阳极之间的距离，然后再重新安装器件，并采用真空产生系统重新使器件处于真空工作状态下。该过程需重复多次，直到得到器件工作在最佳状态的电子束参数。使用产生可变直径强流电子束的二极管装置可以在器件工作状态下，不需器件拆除及重新安装，通过转动连接不同直径阴极且带有正反螺纹的螺杆，就可以调整阴极发射直径或阴阳极间距。该发明装置可以极大提高器件调试过程中的工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种可控产生不同直径强流电子束的二极管装置，可以在器件工作状态下，不需器件拆除及重新安装，通过转动连接不同直径阴极且带有正反螺纹的螺杆，就可以调整阴极发射直径及阴阳极间距。本发明装置可以极大提高器件调试过程中的工作效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可控产生不同直径强流电子束的二极管装置，包括：阳极外筒、阴极、绝缘板、引导磁体和电机；所述阴极设置在绝缘板上，绝缘板与阳极外筒形成密封真空，整个密封真空设置在引导磁体内，所述电机的动力输出杆穿过绝缘板与阴极连接；

所述阴极包括：

圆筒形的阴极外壳，设置在阴极外壳内的第一石墨阴极，设置在第一石墨阴极内的隔离段，设置在隔离段内的第二石墨阴极和螺杆；

螺钉穿过阴极外壳和第一石墨阴极连接到隔离段上，

所述螺杆的一端设置有正螺纹一端设置有反螺纹，螺杆依次穿过阴极外壳、第一石墨阴极、隔离段后与第二石墨阴极连接，螺杆的反螺纹与第一石墨阴极上的螺纹啮合，螺杆的正螺纹与第二石墨阴极通过螺纹啮合，螺杆通过轴承固定连接在隔离段上，使得螺杆可以转动而不能轴向运动，

所述阴极外壳的一端密封，阴极外壳外设置有手柄，手柄穿过阴极外壳的密封端面与螺杆固定连接，通过转动手柄带动螺杆转动。

在上述技术方案中，所述第一石墨阴极的侧面设置有第一开槽，与第一开槽位置对应的隔离段上设置有第一楔子。

在上述技术方案中，所述第一开槽在石墨阴极上沿着螺杆轴线平行方向设置，第一开槽的宽度与第一楔子的外径相配合。

在上述技术方案中，所述第二石墨阴极的侧面上设置有第二楔子，与第二楔子位置相对于的隔离段上设置有第二开槽。

在上述技术方案中，所述第二开槽在隔离段上沿着螺杆轴线平行方向设置，第二开槽的宽度与第二楔子的外径相配合。

在上述技术方案中，所述隔离段与阴极外壳之间设置有定位卡环用于限定石墨阴极的移动距离。

在上述技术方案中，转动手柄带动螺杆转动，螺杆通过两端的螺纹带动第一石墨阴极和第二石墨阴极做方向相反的轴向运动。

在上述技术方案中，所述第一石墨阴极、第二石墨阴极及螺杆的螺纹距尺寸可调。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的爆炸发射阴极可调装置能够调节不同直径的电子束产生，结构灵活多变，在高功率微波器件中可以很好的实现强流电子束直径的调节。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是可调装置外形图;

图2是可变发射直径阴极的结构示意图；

其中：A是阳极，B是电子束发射直径可调阴极，C是绝缘子，D是电机，E是引导磁体。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括可变发射强流电子束直径阴极、阳极、绝缘子经真空密封连接构成真空腔。在高电压脉冲驱动下，当阴阳极在间距d之下的电场强度满足阴极的发射阈值，则强流电子束在引导磁体产生的轴向磁场引导下到达阳极，二极管导通。绝缘子主要起支撑阴极的作用，其材料一般为增强尼龙。引导磁体在真空腔内产生均匀轴向磁场，磁场强度一般为1T。