一種產(chǎn)生帶狀或高橢圓率電子注的電子槍的制作方法
【專利摘要】該實(shí)用新型公開了一種產(chǎn)生帶狀或高橢圓率電子注的電子槍，屬于真空電子【技術(shù)領(lǐng)域】。首先，按照所需帶狀電子注的厚度作為直徑，通過成熟的方法設(shè)計(jì)合適的圓柱形電子注電子槍，然后將電子槍的聚焦極和陽極平均剖分兩半，中間加入和剖分截面相同的展寬部分，展寬部分的長度根據(jù)所需的電子注寬度決定。此時(shí)，聚焦極就形成了兩端為半圓環(huán)，中間為一展寬部分的扁圓形電子槍聚焦極、陽極，其中該聚焦極聚焦陰極發(fā)射的帶狀電子注或高橢圓率電子注時(shí)，其聚焦場和電子注的空間電荷場拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一致，不會出現(xiàn)【背景技術(shù)】所述的某些角度擴(kuò)散，某些角度交錯(cuò)的問題，不會打斷帶狀電子注的層流性，使電子注順利的到達(dá)陽極。
【專利說明】一種產(chǎn)生帶狀或高橢圓率電子注的電子槍

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于真空電子【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及行波管、返波管、返波振蕩器、速調(diào)管、自由電子激光、奧羅管等真空電子器件。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步，對真空電子器件的需求趨向于更高的功率和頻率，因此能夠產(chǎn)生大電流，大功率，高頻率輸出的帶狀電子注或高橢圓率電子注真空電子器件成為了國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。然而，帶狀電子注行波管、返波管、速調(diào)管、自由電子激光、奧羅管等應(yīng)用帶狀電子注的真空電子器件都面臨一個(gè)關(guān)鍵問題——如何實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量帶狀電子注的發(fā)射。現(xiàn)有的圓柱形或稱鉛筆形電子注聚焦極為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其中心孔為漏斗狀，圓柱形的陰極位于環(huán)狀結(jié)構(gòu)聚焦極的漏斗狀中心孔底部，陰極發(fā)射電子，經(jīng)過聚焦極聚焦后通過帶有環(huán)形孔的陽極，從而形成圓柱形電子注。帶狀電子注為矩形陰極或橢圓形陰極發(fā)射形成，當(dāng)其利用常規(guī)的圓形聚焦極聚焦該帶狀電子注時(shí)，由于帶狀電子注在截面上空間電荷力沿角度分布不同，而圓形聚焦極在其截面上聚焦力沿角度各個(gè)方向相同，從而使得電子注在聚焦力大于空間電荷力的角度方向上相交錯(cuò)，而在聚焦力小于空間電荷力的角度方向上擴(kuò)散，無法實(shí)現(xiàn)帶狀電子注的聚焦和穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了實(shí)現(xiàn)帶狀電子注的聚焦和控制，針對【背景技術(shù)】的不足本實(shí)用新型提出了一種節(jié)能、高效的帶狀或高橢圓率電子注真空電子器件的電子槍。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:首先，按照所需帶狀電子注的厚度作為直徑，通過成熟的方法設(shè)計(jì)合適的圓柱形電子注電子槍，然后將電子槍的聚焦極和陽極平均剖分兩半，中間加入和剖分截面相同的展寬部分，展寬部分的長度根據(jù)所需的電子注寬度決定。此時(shí)，聚焦極就形成了兩端為半圓環(huán)，中間為一展寬部分的扁圓形電子槍聚焦極、陽極，其中該聚焦極聚焦陰極發(fā)射的帶狀電子注或高橢圓率電子注時(shí)，其聚焦場和電子注的空間電荷場拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一致，不會出現(xiàn)【背景技術(shù)】所述的某些角度擴(kuò)散，某些角度交錯(cuò)的問題，不會打斷帶狀電子注的層流性，使電子注順利的到達(dá)陽極，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量帶狀電子注的發(fā)射，這也就是本實(shí)用新型目的。
[0005]因而本實(shí)用新型提出的一種產(chǎn)生帶狀或高橢圓率電子注的電子槍包括:陰極、聚焦極、陽極，其特征在于，聚焦極的外觀為橢圓環(huán)狀的柱形結(jié)構(gòu)，該橢圓中段平行，兩端為兩個(gè)半圓環(huán)，聚焦極環(huán)狀結(jié)構(gòu)的中心孔為漏斗狀；陽極為橢圓形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其中心孔各處截面相同；陰極為金屬片，設(shè)置于聚焦極漏斗狀中心孔底部。
[0006]所述陰極為矩形或兩端為半圓中間為矩形的金屬片，其面積小于聚焦極中心孔底面的面積。
[0007]優(yōu)點(diǎn):由于該聚焦極是扁圓形結(jié)構(gòu)，形成的聚焦電場也是扁圓形，即和帶狀電子注或高橢圓率電子注的空間電荷場拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一致，故而用該聚焦極結(jié)構(gòu)時(shí)，不打斷帶狀電子注的層流性，能夠獲得高質(zhì)量的電子注。而采用傳統(tǒng)的圓形聚焦極聚焦帶狀電子注時(shí)，由于聚焦場和空間電荷力場不相匹配，使得聚焦場大于空間電荷場的方向，即電子注寬邊方向，電子變窄發(fā)生交錯(cuò)。而聚焦場小于空間電荷場的方向，即電子注厚度方向，電子注發(fā)生擴(kuò)散，無法獲得高質(zhì)量電子注。
[0008]其次，由于本聚焦極產(chǎn)生電子注質(zhì)量較好，故而在相同的電真空器件中，電子注的流通率較高，能夠產(chǎn)生更高的輸出，具有更高的效率。
[0009]第三，采用一體化加工的聚焦極也具有成本低，裝配容易的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是帶狀電子注聚焦極示意圖；
[0011]圖2是帶狀電子注聚焦極剖面圖；
[0012]圖3是帶狀電子注聚焦極的示意圖；
[0013]圖4是帶狀電子注聚焦極的示意圖。
[0014]圖中:1.陰極，2.展寬部分，3.延伸面，4.斜面。

【具體實(shí)施方式】
[0015]根據(jù)所需電子注厚度，電壓，電流等參數(shù)，選擇一成熟的圓環(huán)柱形電子注聚焦極，該圓環(huán)柱形聚焦極注腰等于所需要帶狀電子注厚度。將該聚焦極剖分，剖分截面可分為兩部分:1)與陰極面成約157.5度的斜面。2)為控制陰極表面電場強(qiáng)度的延伸面。計(jì)算出斜面的長度、延伸面的長度和厚度。根據(jù)所需帶狀電子注的寬度，加工和截面一致的展寬結(jié)構(gòu)，展寬結(jié)構(gòu)的長度就等于所需的帶狀電子注寬度。這樣由展寬結(jié)構(gòu)及兩端的兩個(gè)半圓環(huán)聚焦極就構(gòu)成了應(yīng)用于帶狀電子注聚焦的聚焦極。陰極采用中段為矩形兩端為半圓形，陽極采用中段平行，兩端為半圓環(huán)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，中心孔各處截面相同。顯然，展寬結(jié)構(gòu)及兩端的半圓環(huán)聚焦極如果可以一體加工形成聚焦極，也屬于本專利保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0016]實(shí)施例1:如圖3，聚焦極斜面(角度60°，高5mm)，延伸面(高7mm)，展寬結(jié)構(gòu)長1mm,相對應(yīng)的圓柱形聚焦極能夠?qū)崿F(xiàn)0.5mm半徑圓柱形電子注,故而該帶狀電子注能夠?qū)崿F(xiàn)寬度為11mm，厚度為Imm的帶狀電子注。
[0017]實(shí)施例2:如圖4，聚焦極斜面(角度50°，高4mm)，延伸面(高6mm)展寬結(jié)構(gòu)長12mm，相對應(yīng)的圓柱形聚焦極能夠?qū)崿F(xiàn)0.5mm半徑圓柱形電子注，為了實(shí)現(xiàn)完全矩形面發(fā)射，原有的圓柱形陰極部分由聚焦極代替，故而該帶狀電子注能夠?qū)崿F(xiàn)寬度為12_，厚度為Imm的帶狀電子注。
【權(quán)利要求】
1.一種產(chǎn)生帶狀或高橢圓率電子注的電子槍，包括:陰極、聚焦極、陽極，其特征在于，聚焦極的外觀為橢圓環(huán)狀的柱形結(jié)構(gòu)，該橢圓中段平行，兩端為兩個(gè)半圓環(huán)，聚焦極環(huán)狀結(jié)構(gòu)的中心孔為漏斗狀；陽極為橢圓形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其中心孔各處截面相同；陰極為金屬片，設(shè)置于聚焦極漏斗狀中心孔底部。
2.如權(quán)利要求1所述的一種產(chǎn)生帶狀或高橢圓率電子注的電子槍，其特征在于所述陰極為矩形或兩端為半圓中間為矩形的金屬片，其面積小于聚焦極中心孔底面的面積。
【文檔編號】H01J23/06GK204088255SQ201420552596
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】王戰(zhàn)亮, 閆文康, 張棟, 許雄, 宮玉彬, 馮進(jìn)軍, 黃華 申請人:電子科技大學(xué)