專利名稱：一種輸出功率高的磁控管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及磁控管，特別是一種用于微波爐、工業(yè)微波設(shè)備等的5. 8GHz頻段的輸出功率高的磁控管。
背景技術(shù)：
磁控管是產(chǎn)生微波的真空電子管，因?yàn)檎袷幮矢?，微波輸出功率大，除了廣泛應(yīng)用于家用微波爐以外，還廣泛用作工業(yè)加熱、化學(xué)處理等微波處理設(shè)備的微波發(fā)生源。而隨著微波技術(shù)的發(fā)展，需要更高頻率的磁控管如5. 8GHz頻段的連續(xù)波磁控管作為微波功率源，以提高微波與介質(zhì)材料作用時(shí)的轉(zhuǎn)換效率，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。附圖1是用于現(xiàn)有一般性微波爐的磁控管剖面圖，圖2是圖1中的陽極諧振系統(tǒng)剖面圖，圖3是圖1中的陽極諧振系統(tǒng)主視圖。從圖中可知，磁控管一般由陽極部件、陰極部件、輸出部件以及形成磁回路等部件構(gòu)成。如圖所示，磁控管中央部分安裝陰極部件，與其同軸地安裝的陽極部件。陰極部件包括帶有屏蔽帽的中心支桿組件和邊支桿組件以及繞在中心支桿組件上的螺旋狀燈絲2 ；陽極部件是由陽極筒1、葉片11、大交連環(huán)12、小交連環(huán)13以及天線構(gòu)成；在陽極部件的軸向方向?qū)ΨQ地安裝一對(duì)錐形的磁極 3，磁極3與磁鐵和外部支架組件以及安裝底板構(gòu)成磁回路。作為現(xiàn)有技術(shù)中的2. 45GHz頻段的磁控管振蕩本體部份的主要尺寸，主要按如下設(shè)定即葉片11的片數(shù)為10片，在葉片11的陰極部側(cè)的前端部(葉片端部)內(nèi)接圓的直徑2ra為8. 8 9. 2mm的范圍，燈絲2的外周直徑dc為3. 8 4. Omm范圍，且陰極部直徑與陽極部直徑之比是在0. 44 0. 46范圍內(nèi)，葉片11的管軸方向的高度為8. 8 9. 5mm的范圍，葉片11厚度t與陰極部側(cè)的葉片前端的相鄰間隔w之比t/w是在 2. 2 2. 6范圍內(nèi)。另外，這樣的配置，即固定在陽極筒1兩側(cè)部對(duì)稱安裝的錐狀磁極3底部的相互間隔為11. 5 13mm的范圍內(nèi)，在陰極部和輸出部外側(cè)安裝的兩個(gè)環(huán)狀磁鐵經(jīng)錐狀磁極聚磁后，在陰極部與陽極部間的互作用空間產(chǎn)生的磁通量密度為160 200mT。磁控管的振蕩頻率是由磁控管的振蕩本體部份決定，其微波輸出功率和效率是與外加的電場和磁場以及陽極部和陰極部的結(jié)構(gòu)和陰極部的性能所決定。近年來，為提高微波與介質(zhì)材料作用過程的的微波-熱轉(zhuǎn)換效率，并使微波設(shè)備實(shí)現(xiàn)小型化，因而力圖開發(fā)更高頻率的磁控管，如ISM頻段中的5. 8GHz頻段的磁控管。故以往結(jié)構(gòu)的磁控管只適合工作在2. 45GHz頻段，需要重新設(shè)計(jì)出適合在5. 8GHz頻段工作的磁控管。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種5. 8GHz頻段的輸出功率高的磁控管，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定振蕩，微波輸出功率高且適合微波設(shè)備小型化，其陽極工作電壓與現(xiàn)有2. 45GHz頻段微波爐磁控管通用，能使其方便地與現(xiàn)有微波設(shè)備中的供電電源相通用，而無需另外開發(fā)配套的供電電源。[0010]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是一種輸出功率高的磁控管，包括有陽極部件、 陰極部件，陽極部件包括圓柱狀的陽極筒、固定在陽極筒內(nèi)壁表面上呈放射狀的若干陽極葉片和置于陽極筒內(nèi)的大交連環(huán)、小交連環(huán)以及輸出天線，所述陽極葉片的數(shù)量為偶數(shù)，陰極部分包括有與陽極部件同軸裝配的中心支桿組件及繞在中心支桿組件上的螺旋狀燈絲， 陽極部件的軸向方向上對(duì)稱地安裝一對(duì)軟磁材料的錐形磁極，在所述磁極的外側(cè)分別安裝有陰極電源輸入部件和微波功率輸出部件，在陰極電源輸入部件和微波功率輸出部件外同軸地安裝一對(duì)環(huán)狀永磁鐵與上述對(duì)稱安裝的磁極構(gòu)成磁回路，其特征是，所述陰極的螺旋狀燈絲的外徑在4. 0 5. Omm的范圍內(nèi)，所述葉片的陰極部側(cè)的前端部內(nèi)接圓的直徑da在 6. 5mm 8mm范圍內(nèi)，且上述相鄰陽極葉片的陰極側(cè)頂端部的間隔w與陽極葉片的材料厚度 t滿足如下關(guān)系式1. 0<t/w<2. Oo上述陽極葉片沿陽極筒軸方向的高度ha是在7. 5 8. 5mm范圍內(nèi)。上述輸出部件中的微波輸出天線底部與所述陽極葉片之一相連接，且與小交連環(huán)直接電連接，其經(jīng)過端部空間和通過磁極孔的有效電長度為20 30mm。在陽極筒兩側(cè)對(duì)稱安裝的兩個(gè)錐狀磁極底部間距離hd是在13. 5 16mm范圍內(nèi)。同軸地安裝在輸出部件和陰極部件外側(cè)的環(huán)狀磁鐵經(jīng)錐狀磁極聚磁后沿陽極部件中心軸線部的互作用空間處的磁通量密度Bg為280 350mT。陽極筒內(nèi)壁的直徑在20 30mm范圍內(nèi)。大交連環(huán)內(nèi)徑面與小交連環(huán)外徑面的間距s在0. 5 1. Omm范圍內(nèi)，能使π模振蕩的Ν/2模式與相鄰非π模振蕩的Ν/2-1的頻率分隔度為16%以上，從而維持磁控管的穩(wěn)
定工作。陰極部件的上下兩側(cè)屏蔽相對(duì)葉片軸方向的上下端面呈向中心收縮狀，上屏蔽帽與葉片頂端面距離a為0. 1 0. 4mm,能有效防止陽極諧振系統(tǒng)內(nèi)雜散電子的產(chǎn)生。本實(shí)用新型的有益效果是，通過限定磁控管的振蕩本體部份和陰極部位置和尺寸，提高了微波與介質(zhì)材料作用過程的的微波-熱轉(zhuǎn)換效率，并使微波設(shè)備實(shí)現(xiàn)小型化，能實(shí)現(xiàn)磁控管穩(wěn)定工作頻率為5. 8GHz頻段，并且其陽極工作電壓與現(xiàn)有2. 45GHz頻段的微波爐磁控管相一致，能方便地應(yīng)用于現(xiàn)有的微波設(shè)備中，而無需專門配置電源，同時(shí)，該實(shí)用新型的磁控管的EMI性能也符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

圖1為現(xiàn)有2. 45GHz頻段磁控管的剖面圖；圖2為圖1中陽極諧振系統(tǒng)剖面圖；圖3為圖1中陽極諧振系統(tǒng)主視圖；圖4本實(shí)用新型陽極諧振系統(tǒng)的剖面圖；圖5為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說明。如圖4、圖5所示，本實(shí)用新型是一種輸出功率高的磁控管，包括有陽極部件、陰極
4部件，陽極部件包括圓柱狀的陽極筒1、固定在陽極筒1內(nèi)壁表面上呈放射狀的若干陽極葉片11和置于陽極筒1內(nèi)的大交連環(huán)12、小交連環(huán)13以及輸出天線14，所述陽極葉片11的數(shù)量為偶數(shù)，陰極部分包括有與陽極部件同軸裝配的中心支桿組件及繞在中心支桿組件上的螺旋狀燈絲2，陽極部件的軸向方向上對(duì)稱地安裝一對(duì)軟磁材料的錐形磁極3，在所述磁極3的外側(cè)分別安裝有陰極電源輸入部件和微波功率輸出部件，在陰極部件和微波功率輸出部件外同軸地安裝一對(duì)環(huán)狀永磁鐵5與上述對(duì)稱安裝的磁極3構(gòu)成磁回路，所述陰極的螺旋狀燈絲2的外徑在4. 0 5. Omm的范圍內(nèi)，所述葉片11的陰極部側(cè)的前端部內(nèi)接圓的直徑da在6. 5mm 8mm范圍內(nèi)，且上述陽相鄰極葉片11的陰極側(cè)頂端部的間隔w與陽極葉片11的材料厚度t滿足如下關(guān)系式1. 0<t/w<2. O0上述陽極葉片11沿陽極筒1軸方向的高度ha在7. 5 8. 5mm范圍內(nèi)。上述輸出部件中的微波輸出天線14底部與所述陽極葉片11之一相連接，且與小交連環(huán)13直接電連接，其經(jīng)過端部空間和通過磁極孔的有效電長度為20 30mm。在陽極筒1兩側(cè)對(duì)稱安裝的兩個(gè)錐狀磁極3底部間距離hd在13. 5 16mm范圍內(nèi)。同軸地安裝在輸出部件和陰極部件外側(cè)的環(huán)狀磁鐵5經(jīng)錐狀磁極3聚磁后沿陽極部件中心軸線部的互作用空間處的磁通量密度Bg為280 350mT。陽極筒1內(nèi)壁的直徑在20 30mm范圍內(nèi)。大交連環(huán)12內(nèi)徑面與小交連環(huán)13外徑面的間距s在0. 5 1. Omm范圍內(nèi)，能使 JI模振蕩的N/2模式與相鄰非π模振蕩的Ν/2-1的頻率分隔度為16%以上，從而維持磁控
管的穩(wěn)定工作。陰極部件的上下兩側(cè)屏蔽相對(duì)葉片軸方向的上下端面呈向中心收縮狀，上屏蔽帽與葉片11頂端面距離a為0. 1 0. 4mm，這樣，能有效防止陽極諧振系統(tǒng)內(nèi)雜散電子的產(chǎn)生。
權(quán)利要求1.一種輸出功率高的磁控管，包括有陽極部件、陰極部件，陽極部件包括圓柱狀的陽極筒(1)、固定在陽極筒(1)內(nèi)壁表面上呈放射狀的若干陽極葉片(11)和置于陽極筒(1)內(nèi)的大交連環(huán)(12)、小交連環(huán)(13)以及輸出天線(14)，所述陽極葉片(11)的數(shù)量為偶數(shù)，陰極部分包括有與陽極部件同軸裝配的中心支桿組件及繞在中心支桿組件上的螺旋狀燈絲 (2)，陽極部件的軸向方向上對(duì)稱地安裝一對(duì)軟磁材料的錐形磁極(3)，在所述磁極(3)的外側(cè)分別安裝有陰極電源輸入部件和微波功率輸出部件，在陰極電源輸入部件和微波功率輸出部件外同軸地安裝一對(duì)環(huán)狀永磁鐵(5)與上述對(duì)稱安裝的磁極(3)構(gòu)成磁回路，其特征是，所述螺旋狀燈絲(2)的外徑在4. 0 5. Omm的范圍內(nèi)，所述葉片(11)的陰極部側(cè)的前端部內(nèi)接圓的直徑da在6. 5mm 8mm范圍內(nèi)，且上述相鄰陽極葉片(11)的陰極側(cè)頂端部的間隔w與陽極葉片(11)的材料厚度t滿足關(guān)系式1. 0<t/w<2. 0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出功率高的磁控管，其特征是，所述陽極葉片(11)沿陽極筒(1)軸方向的高度ha在7. 5 8. 5mm范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輸出功率高的磁控管，其特征是，所述微波功率輸出部件中的微波輸出天線(14)底部與所述陽極葉片(11)之一相連接，且與小交連環(huán)(13)直接電連接，其經(jīng)過端部空間和通過磁極孔的有效電長度為20 30mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸出功率高的磁控管，其特征是，所述在陽極筒(1)兩側(cè)對(duì)稱安裝的兩個(gè)錐狀磁極(3)底部間距離hd在13. 5 16mm范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸出功率高的磁控管，其特征是，所述同軸地安裝在輸出部件和陰極部件外側(cè)的環(huán)狀磁鐵(5)經(jīng)錐狀磁極(3)聚磁后沿陽極部件中心軸線部的互作用空間處的磁通量密度Bg為280 350mT。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或5所述的輸出功率高的磁控管，其特征是，所述陽極筒 (1)內(nèi)壁的直徑在20 30mm范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輸出功率高的磁控管，其特征是，所述大交連環(huán)(12)內(nèi)徑面與小交連環(huán)(13)外徑面的間距s在0.5 1.0mm范圍內(nèi)，能使π模振蕩的Ν/2模式與相鄰非η模振蕩的Ν/2-1的頻率分隔度為16%以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸出功率高的磁控管，其特征是，所述陰極部件的上下兩側(cè)屏蔽相對(duì)葉片(11)軸方向的上下端面呈向中心收縮狀，上屏蔽帽與葉片(11)頂端面距離a 為 0. 1 0. 4mm。
專利摘要本實(shí)用新型是一種輸出功率高的磁控管，包括陽極部件、陰極部件，陽極部件包括陽極筒、陽極筒內(nèi)表面上的葉片、大小交連環(huán)、輸出天線，陰極部分包括中心支桿組件及螺旋狀燈絲，陽極部件軸向上對(duì)稱安裝有錐形磁極，在磁極外側(cè)分別設(shè)有陰極輸入部件和功率輸出部件，在輸入部件和輸出部件外同軸安裝一對(duì)環(huán)狀永磁鐵與上述磁極構(gòu)成磁回路，螺旋狀燈絲外徑為4.0～5.0mm，葉片前端部內(nèi)接圓的直徑為6.5mm～8mm，相鄰葉片的陰極側(cè)頂端部的間隔w與葉片的厚度t滿足1.0<t/w<2.0。本實(shí)用新型使微波設(shè)備小型化，輸出功率高，磁控管穩(wěn)定工作在5.8GHz頻段，且其工作電壓與現(xiàn)有2.45GHz頻段的磁控管相同，無需另配電源。
文檔編號(hào)H01J25/50GK202205695SQ20112027917
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者王彩育, 王賢友, 鐘立松, 陳慶華, 黃啟先 申請(qǐng)人:廣東威特真空電子制造有限公司