[发明专利]磁控管

说明书

本申请涉及磁控管。磁控管包括阴极(2)和连接到阴极(2)的阴极供电引线结构(5)。连接器(9)被包括以用于电连接到引线结构(5)，并适于连接到外部供电电源。导电壳体(13)包围连接器。电绝缘材料(12)被包括在壳体(13)内并且包围连接器(9)。绝缘材料可以是灌封材料。

发明领域

本发明涉及磁控管。

背景

磁控管是微波能量源，其中电子在磁场中在阴极和阳极之间的真空中穿行。由于电子运动，能量在谐振腔中积累，并从磁控管中提取出，用于所需的应用。在较高功率的系统中，阴极和阳极之间的电势差可能是几十千伏。通常，阳极接地，而阴极相对于阳极保持负性，阴极通过阴极引线结构连接到外部电源，以保持正确的阴极电压并且通常还为阴极加热器提供加热器电流。在较高的输出功率水平下，可能存在涉及RF泄漏、电击穿和用户接触高压部件的问题。

简要概述

根据本发明的第一方面，磁控管包括：阴极；阴极供电引线结构，其连接到阴极；连接器，其用于电连接到引线结构并适于连接到外部供电电源；和导电壳体，其包围连接器；以及电绝缘材料，该电绝缘材料，其被包括在壳体内并至少部分地包围连接器。

电绝缘材料的使用和将连接器作为磁控管的一体部分包括在内提供了特别紧凑的设备。这对于诸如放射治疗机等应用来说是有价值的，在放射治疗机中磁控管安装在移动机架上且空间有限。插座壳体产生了受控的环境，其中电绝缘材料改善了耐压性(voltage hold-off)，防止了空气电离并减少了电磁泄漏，使得磁控管能够在相对高的电压下工作，而磁控管各部分之间在高电势差下的路径长度更小。例如，在一个实施例中，磁控管可在20kV至120kV范围内的阴极电压下工作。当磁控管部署在例如海平面以上3000至5000米之间的海拔下时，本发明改进的击穿特性是有利的。紧凑的尺寸便于运输和搬运，并且与相同情景下其他可能尺寸相比需要更少的仓库空间。

壳体显著减少了来自阴极供电引线结构的RF泄漏，因此不存在干扰外部系统元件的风险。

在一个实施例中，壳体接地，并且可以电连接到阳极。这消除了用户提供/保持与磁控管的外部间隙的需要。这允许包含磁控管的系统更加紧凑。接地壳体还消除了暴露的高压端子的存在，否则这些端子可能会给工作人员带来风险。壳体可以与连接器成一体。连接器可以相对于壳体定位在不同的位置。例如，在一个实施例中，连接器被布置在圆柱形壳体的纵轴上。在另一个实施例中，连接器与圆柱形壳体的圆柱形壁成一体。这种重新定位连接器的能力提供了改进的设计灵活性，并且在将磁控管改装到已存在系统中时也很有用。

在一个实施例中，电绝缘材料至少部分地包围阴极供电引线结构。电绝缘材料可以是例如以下材料中的至少一种：硅橡胶；掺入铁氧体的橡胶(ferrite-loaded rubber)；树脂；油；和灭弧气体(arc suppressant gas)。其他材料也可以是适用的。一些绝缘材料也可以提供RF吸收，降低RF能量在壳体内积聚的风险。绝缘材料的组合可以一起使用，例如，磁控管的部件周围的固体绝缘材料和包括在壳体体积剩余部分中的灭弧气体。

在一个实施例中，电绝缘材料是由第二可弹性变形固体材料包围的第一固体材料。例如，第一固体材料可以被布置成与处于阴极电位的部件紧密地相符合(conform)，以提供良好的击穿和泄漏性能，而第二固体材料提供缓冲以减少移动并允许在使用过程中热膨胀。

当绝缘材料是固体时，绝缘材料可以封装引线结构的至少一部分。

绝缘材料可以是接合在一起的至少两个区段，例如，当设备被组装时，两个区段可以被推到一起，而不是提供单个绝缘体块。例如，这在允许出于维护目的的接近和制造磁控管方面是很有用的。

在一个实施例中，壳体是两个可分离的区段。这便于制造和接近阴极供电引线结构。壳体区段之间的接合处可以包括RF密封件。密封件可以是垫圈、胶带、焊缝、RF扼流圈或采取一些其他形式。壳体可以呈两个以上可分离的区段。