[发明专利]永磁聚焦径向强流电子束二极管

权利要求书

1.一种永磁聚焦径向强流电子束二极管，其特征在于所述永磁聚焦径向强流电子束二极管为旋转对称结构，由阴极基座(1)、阴极永磁体(2)、电子发射圆盘(3)、二极管阳极(4)、阳极永磁体(5)组成；定义阴极基座(1)的中心轴为旋转对称轴OO’，定义靠近旋转对称轴OO’的一侧为内侧，远离旋转对称轴OO’的一侧为外侧，定义径向强流电子束二极管与脉冲功率驱动源相连的一端为左端，远离脉冲功率驱动源的一端为右端；

阴极基座(1)左侧连接脉冲功率驱动源，阴极永磁体(2)内嵌于阴极基座(1)中，电子发射圆盘(3)置于阴极永磁体(2)的第一环状永磁体(2a)和第二环状永磁体(2b)之间，二极管阳极(4)左侧连接脉冲功率驱动源阳极，二极管阳极(4)外套于阴极基座(1)和电子发射圆盘(3)外侧，二极管阳极(4)、阴极基座(1)、阴极永磁体(2)和电子发射圆盘(3)的中心轴均与旋转对称轴OO’同轴，阳极永磁体(5)同轴外套于二极管阳极(4)的圆筒侧面；

阴极基座(1)由阴极底座(1a)和阴极端面(1b)组成，两者通过螺纹连接；

阴极底座(1a)由阴极圆柱(1a1)、阴极固定圆环(1a2)、阴极固定圆柱(1a3)组成：阴极圆柱(1a1)为圆柱体，长度为L₁、半径为R₁，阴极圆柱(1a1)左端连接脉冲功率驱动源的阴极；阴极固定圆环(1a2)为圆环结构，外径为R₁，内径为R₂，长度为L₂，阴极固定圆环(1a2)左侧表面同轴连接于阴极圆柱(1a1)的右端面；阴极固定圆柱(1a3)为细长圆柱体，长度为L₃、半径为R₃，阴极固定圆柱(1a3)右端外表面设置有外螺纹，螺纹长度为L₅，与阴极端面(1b)通过螺纹连接，满足L₂L₃≤2L₂，R₃R₂；

阴极端面(1b)由空心金属壳(1b1)和阴极半球(1b2)组成：空心金属壳(1b1)为圆环结构，长度为L₄，外径为R₄，内径为R₅，满足R₄＝R₁，R₅＝R₂；阴极半球(1b2)为半径为R₆的半球结构，R₆＝R₁，半球平面中心开有深度为L₅，半径为R₃的圆筒型凹槽(1b3)，凹槽(1b3)内设置内螺纹，凹槽(1b3)内插有阴极固定圆柱(1a3)，与阴极固定圆柱(1a3)通过螺纹连接；

阴极永磁体(2)由第一环状永磁体(2a)和第二环状永磁体(2b)组成：第一环状永磁体(2a)为外径为R₈，内径为R₇，长度为L₆的圆环结构，满足R₈＝R₂，R₇＝R₃，L₆＝L₂；第二环状永磁体(2b)为外径为R₁₀，内径为R₉，长度为L₇的圆环结构，满足R₁₀＝R₅，R₉＝R₇，L₇﹤L₆，L₇＝L₄；第一环状永磁体(2a)和第二环状永磁体(2b)紧贴于电子发射圆盘(3)的左右两侧，三者同轴嵌套在阴极固定圆柱(1a3)上，并通过阴极底座(1a)和阴极端面(1b)之间的螺纹连接紧固；

电子发射圆盘(3)置于第一环状永磁体(2a)和第二环状永磁体(2b)之间，电子发射圆盘(3)为外径为R₁₂，内径为R₁₁，长度为L₈的圆环结构，满足R₁₂R₁，R₁₁＝R₃，L₈＝L₃-L₂-L₄-L₅；

二极管阳极(4)由二极管阳极圆筒(4a)、径向线通道(4b)和带底二极管圆筒(4c)组成：二极管阳极圆筒(4a)为外径为R₁₄，内径为R₁₃，长度为L₉的圆环结构，其左端连接脉冲驱动源的阳极，R₁₃＝r_a，r_a为脉冲驱动源阳极半径，R₁₄R₁₃，L₉的取值需满足电子发射圆盘(3)的径向对称面与径向线通道(4b)的径向对称面重合；径向线通道(4b)为电子束的传输通道，径向线通道(4b)左侧端面与二极管阳极圆筒(4a)右端外表面相连接，径向线通道(4b)右侧端面与带底二极管圆筒(4c)左端外表面相连接；径向线通道(4b)结构为径向封闭的传输线结构，轴向空心间隙为L₁₀、外壁轴向间距为L₁₁，径向线通道(4b)的封闭面的外径为R₁₆，径向线通道(4b)封闭面的内径为R₁₅；带底二极管圆筒(4c)为右侧带底的圆筒，带底二极管圆筒(4c)左端外表面与径向线通道(4b)的右侧端面相连接，带底二极管圆筒(4c)外径为R₁₈，内径为R₁₇，包括圆筒底在内的总长度为L₁₃，不含圆筒底的长度为L₁₂，满足R₁₈＝R₁₄，R₁₇＝R₁₃；

阳极永磁体(5)由第一阳极永磁体(5a)和第二阳极永磁体(5b)组成，第一阳极永磁体(5a)由第一环状永磁体(5a1)和第二环状永磁体(5a2)组成：第一环状永磁体(5a1)为外径为R₂₀，内径为R₁₉，长度为L₁₄的圆环结构，满足R₁₉＝R₁₄；第二环状永磁体(5a2)为外径为R₂₁，内径为R₁₉，长度为L₁₅的圆环结构，左侧表面与第一环状永磁体(5a1)的右侧表面连接；第一阳极永磁体(5a)套在二极管阳极(4)的二极管阳极圆筒(4a)的外侧壁，第一阳极永磁体(5a)的右表面紧贴径向线通道(4b)左侧表面；第二阳极永磁体(5b)与第一阳极永磁体(5a)结构完全相同，与第一阳极永磁体(5a)对称安装在径向线通道(4b)的右侧，第二阳极永磁体(5b)套在二极管阳极(4)的带底二极管圆筒(4c)的外侧壁，第二阳极永磁体(5b)的左表面紧贴径向线通道(4b)右侧表面。