V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)及其制造方法
【專利摘要】一種V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)，屬于真空電子器件領(lǐng)域，輸能結(jié)構(gòu)上部為利于配合焊接的帽形波導(dǎo)法蘭，與波導(dǎo)法蘭相連的是底部呈斜坡漸變形的波導(dǎo)底及與波導(dǎo)底相焊接的波導(dǎo)蓋，它們的下部連有桿形輸能內(nèi)導(dǎo)體及三通一體化轉(zhuǎn)換頭。流程步驟為:初步確定波導(dǎo)輸能結(jié)構(gòu)零部件尺寸大??；建立三維輸能結(jié)構(gòu)模型，模擬和優(yōu)化，確定結(jié)構(gòu)參數(shù)尺寸；輸能結(jié)構(gòu)各零部件加工制造；零部件去油、酸洗；將各部件進(jìn)行工藝裝配，銀銅焊料氫爐焊接，測量輸能結(jié)構(gòu)反射電壓駐波比。該方法降低輸能結(jié)構(gòu)反射電壓駐波比，有利于提高行波管效率，該輸能結(jié)構(gòu)工作帶寬5GHz內(nèi)反射電壓駐波比降低到1.5以下。
【專利說明】V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于真空電子器件領(lǐng)域，特別涉及到V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]V波段(頻率范圍為50GHz-75GHz)行波管，將主要用于星際衛(wèi)星通信。由于空間應(yīng)用的特殊要求，使得空間行波管不得不提高整管效率，以節(jié)省在空間的電源功耗。據(jù)報道，空間行波管整管效率提高一個百分點(diǎn)，足以使整個空間載荷系統(tǒng)能耗明顯下降，從而降低成本，經(jīng)濟(jì)效益高達(dá)幾千萬美元。因此提高空間行波管的效率就成為十分重要的問題。
[0003]保證空間行波管高效率的重要指標(biāo)是要求具有足夠的飽和輸出功率，在行波管中電子注與電磁波互作用后使得電磁波信號得到放大，放大信號的一部分功率因?yàn)榉瓷涠牡?，另一部分功率通過輸能結(jié)構(gòu)輸出，輸能結(jié)構(gòu)的反射電壓駐波比直接關(guān)系到放大信號輸出程度，反射電壓駐波比越高反射的信號功率越大，那么從輸能結(jié)構(gòu)輸出的功率就小，因此必須要合理設(shè)置輸能結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)參數(shù)，降低其反射電壓駐波比，保證行波管有足夠的功率輸出。
[0004]國外V波段行波管采用的輸能結(jié)構(gòu)如圖1所示，由波導(dǎo)法蘭1、、波導(dǎo)蓋2、波導(dǎo)底
3、轉(zhuǎn)換連接4組成，其波導(dǎo)底采用階梯波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，V波段行波管天線直接與波導(dǎo)底焊接。
[0005]本 申請人:是國內(nèi)首家開展V波段行波管研制的單位。V波段行波管工作頻率高，零件尺寸小，帶寬寬，要求高性能的輸能結(jié)構(gòu)，才能保證正常工作；常規(guī)的輸能結(jié)構(gòu)工作頻帶窄，傳輸特性差，反射電壓駐波比高，不利于信號的正常傳輸。
[0006]本項(xiàng)發(fā)明針對以上問題，為了保證得到較好的輸能性能，采用了由帽形波導(dǎo)法蘭、斜坡形漸變階梯波導(dǎo)底、波導(dǎo)蓋、內(nèi)導(dǎo)體、轉(zhuǎn)換頭三通一體化結(jié)構(gòu)組成的輸能結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了傳輸性能優(yōu)良，在工作帶寬5GHz內(nèi)反射電壓駐波比小于1.5的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是，針對V波段行波管原有結(jié)構(gòu)波導(dǎo)底加工難度大，成品率低，非一體化設(shè)計(jì)，裝配同軸度低，影響輸能功率，就需要重新設(shè)計(jì)一種輸能結(jié)構(gòu)，以提高制造成品率和輸能功率。本發(fā)明的目的就是要提供V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)及其制造方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采取的技術(shù)方案如下，一種V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)，其特征在于，輸能結(jié)構(gòu)上部為利于配合焊接的帽形波導(dǎo)法蘭，與波導(dǎo)法蘭相連的是底部呈斜坡漸變形的波導(dǎo)底及與波導(dǎo)底相焊接的波導(dǎo)蓋，它們的下部連有桿形輸能內(nèi)導(dǎo)體，及三通一體化轉(zhuǎn)換頭。
[0009]上述V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，按照以下流程步驟操作，它們是:
[0010]a.按照工作波段，初步確定波導(dǎo)輸能結(jié)構(gòu)零部件尺寸大?。籟0011]b.采用設(shè)計(jì)軟件，建立三維輸能結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)行傳輸特性及反射電壓駐波比的模擬和優(yōu)化計(jì)算，使反射電壓駐波比在工作頻帶內(nèi)最小，以最后確定結(jié)構(gòu)參數(shù)尺寸；
[0012]c.采用精密機(jī)械加工，按照設(shè)計(jì)尺寸完成輸能結(jié)構(gòu)各零部件加工制造；
[0013]d.對加工完成的零部件進(jìn)行去油，用鹽酸酸洗；
[0014]e將波導(dǎo)底、波導(dǎo)蓋、波導(dǎo)法蘭、桿形輸能內(nèi)導(dǎo)體、轉(zhuǎn)換頭三通一體化結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝裝配，其配合間用銀銅焊料連接，進(jìn)入氫爐進(jìn)行焊接，氫爐中充入氮?dú)猓?80°C升至890°C，保溫15分鐘；
[0015]f.采用檢測設(shè)備，測量輸能結(jié)構(gòu)反射電壓駐波比。
[0016]本發(fā)明的有益效果是，降低了反射電壓駐波比，從而有利于提高行波管電子效率；輸能結(jié)構(gòu)工作帶寬5GHz內(nèi)反射電壓駐波比降低到1.5以下，使得V行波管輸出端反射功率降低，輸出功率得到提高，保證了行波管效率的實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1國外V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2本發(fā)明采用的V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)；
[0019]圖3V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)制造方法操作流程。
【具體實(shí)施方式】
[0020]參照圖1，是國外V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)示意圖，圖中I為波導(dǎo)法蘭，，2為波導(dǎo)蓋，3為階梯形波導(dǎo)底，，4為轉(zhuǎn)換連接。該結(jié)構(gòu)制造成品率低。
[0021]參照圖2，為本發(fā)明采用的V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)，上部為帽形波導(dǎo)法蘭1、波導(dǎo)蓋
2、漸變波導(dǎo)底3、轉(zhuǎn)換頭三通一體化結(jié)構(gòu)5、桿形輸能內(nèi)導(dǎo)體6，將它們配合焊接即可完成V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)制造。
[0022]參照圖3，為本發(fā)明所述V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)的制造方法流程圖。
[0023]V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)的制造方法，按照以下操作步驟:
[0024]a.按照工作波段，初步確定波導(dǎo)輸能結(jié)構(gòu)零部件尺寸大??；
[0025]b.采用設(shè)計(jì)軟件，建立三維輸能結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)行傳輸特性及反射電壓駐波比的模擬和優(yōu)化計(jì)算，使反射電壓駐波比在工作頻帶內(nèi)最小，以最后確定結(jié)構(gòu)參數(shù)尺寸；
[0026]c.采用精密機(jī)械加工，按照設(shè)計(jì)尺寸完成輸能結(jié)構(gòu)各零部件加工制造；
[0027]d.對加工完成的零部件去油，用鹽酸酸洗；
[0028]e將波導(dǎo)底、波導(dǎo)蓋、波導(dǎo)法蘭、桿形輸能內(nèi)導(dǎo)體、轉(zhuǎn)換頭三通一體化結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝裝配，其配合間用銀銅焊料連接，進(jìn)入氫爐進(jìn)行焊接，氫爐中充入氮?dú)猓瑴囟?80°C升至890°C，保溫15分鐘；
[0029]f.采用檢測設(shè)備，測量輸能結(jié)構(gòu)反射電壓駐波比。
[0030]實(shí)施例:
[0031]V波段行波管采用本發(fā)明專利所述的輸能結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果表明在工作帶寬5GHz內(nèi)，行波管輸能反射電壓駐波比小于1.5，行波管輸出功率超過了 20W，行波管效率超過了 20%，保證了 V波段行波管效率制表的實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)，其特征在于，輸能結(jié)構(gòu)上部為利于配合焊接的帽形波導(dǎo)法蘭，與波導(dǎo)法蘭相連的是底部呈斜坡漸變形的波導(dǎo)底及與波導(dǎo)底相焊接的波導(dǎo)蓋，它們的下部連有桿形輸能內(nèi)導(dǎo)體及三通一體化轉(zhuǎn)換頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述V波段行波管輸能結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，按照以下流程步驟操作，它們是: a.按照工作波段，初步確定波導(dǎo)輸能結(jié)構(gòu)零部件尺寸大小； b.采用設(shè)計(jì)軟件，建立三維輸能結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)行傳輸特性及反射電壓駐波比的模擬和優(yōu)化計(jì)算，使反射電壓駐波比在工作頻帶內(nèi)最小，以最后確定結(jié)構(gòu)參數(shù)尺寸； c.采用精密機(jī)械加工，按照設(shè)計(jì)尺寸完成輸能結(jié)構(gòu)各組件加工制造； d.對加工完成的組件進(jìn)行去油，用鹽酸酸洗； e將波導(dǎo)底、波導(dǎo)蓋、波導(dǎo)法蘭、桿形輸能內(nèi)導(dǎo)體、轉(zhuǎn)換頭三通一體化結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝裝配，其配合間用銀銅焊料連接，進(jìn)入氫爐進(jìn)行焊接，氫爐中充入氮?dú)猓附訙囟?80°C升至890°C，保溫15分鐘； f.采用檢測設(shè)備，測量輸能結(jié)構(gòu)反射電壓駐波比。
【文檔編號】H01J23/36GK103474316SQ201310401770
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】李力, 瞿波, 馮進(jìn)軍, 尚艷華, 趙青平 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第十二研究所