專利名稱：磁控管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大體上涉及一種電子的、尤其是涉及一種稱作磁控管的真空電子裝置，以用一個電子渡越時間來產生微波電磁輻射。
尤其是，本發(fā)明涉及一種磁控管的結構元件，也就是不需要對陰極預熾熱就能完成電子的發(fā)射。特別是，本發(fā)明涉及一種準備時間短的磁控管。
包括一個內部被抽成真空諧振腔的圓柱形陽極，和一個在陽極里面與其同軸安裝的陰極，在所述的陰極的端面處有一個聚焦護罩，護罩的內表面朝向磁控管內腔，這樣的磁控管已經是公知的并廣泛用于產生微波輻射。
普通使用的陰極同時利用了由返回陰極的部分電子在極間沿外擺線移動而產生的二次電子發(fā)射，就像離子相對于陰極的轟擊一樣，還有場致發(fā)射，場致發(fā)射是導體表面在較強電場的作用下發(fā)射電子的現象，并由隨后的發(fā)射激發(fā)和維持所述的二次電子發(fā)射。圓柱形陰極體與陽極同軸，由具有較好二次發(fā)射性能的材料制成。
所需的場致發(fā)射量主要由相應元件的形狀，特別是尖銳形狀元件的制作，以及它們與具有二次發(fā)射特性的陰極部分的相對位置來決定。由聚焦凸緣上場致發(fā)射器的位置來減少電子碰撞對上述陰極部分的損壞的技術，已在俄羅斯的發(fā)明人證書號為320，852、1971年11月4日受權給L．G．Nekrasov等人的“M型微波裝置的陰極”(國際專利分類號為H01J1／32)中公開。
1995年12月27日授權給V．I．Makhov等人、專利號為2，051，439、發(fā)明名稱為“磁控管”(國際專利分類號為H01J1／30)的俄國專利描述了一個磁控管，該磁控管包括一個圓柱形陽極和一個陰極，陰極由二次發(fā)射體和裝備有與凸緣隔離的場致電子發(fā)射體的聚焦凸緣組成，所述的場致電子發(fā)射體感應出初級電流以激活磁控管。這種磁控管的設計以及該設計的工作原理構成了與本發(fā)明最接近的已有技術。這種公開的已有技術表明的特性組成了權利要求1的特征部分(前序)，也就是說，上述權利要求是本發(fā)明最接近的已有技術。
本設計的場致電子發(fā)射體的電位與二次電子發(fā)射體的電位不同，使得改進磁控管的啟動和運行功效成為可能。同時，場致電子發(fā)射體的懸臂附件要求較高的裝配精度，以及在不同條件使用本設計的更嚴格的限制性。
本發(fā)明的主要目的是改進使用場致電子發(fā)射體的工作表面的有效性；簡化設計；以及在保證防護微波輻射的同時，改進磁控管的機械強度和可靠性。
根據本發(fā)明，這些目的由權利要求1限定的磁控管的設計加以解決。從屬權利要求中給出了進一步的實施例。
根據本發(fā)明，提出了一種磁控管，包括一個內部被抽成真空的諧振腔的圓柱形陽極，和一個位于陽極內部并與陽極同軸的陰極組件，所述的陰極組件包括一個與陽極同軸的圓柱形二次電子發(fā)射體；一個被制成尖銳形元件的場致電子發(fā)射體；以及一對位于陰極組件端面的聚焦護罩，護罩的內表面朝向所述的磁控管內腔。這樣做時，聚焦護罩(或者至少其中一個)與二次電子發(fā)射體之間電絕緣，場致電子發(fā)射體位于該聚焦護罩的內表面。
在本發(fā)明的一個最佳實施例中，場致電子發(fā)射體的工作端面上有凸起。
在大量的實際應用中，場致電子發(fā)射體的側面可能會變成無規(guī)則(可能會發(fā)皺，起折或凸起等)。
在本發(fā)明的一個最佳實施例中，場致電子發(fā)射體端面下的二次電子發(fā)射體圓柱的末端(或至少一個末端)做成截頭圓錐體形狀，它的傾斜面朝向陽極和陰極之間的真空間隙。
在本發(fā)明的另一個最佳實施例中，場致電子發(fā)射體端面下的二次電子發(fā)射體圓柱的末端(或至少一個末端)有一個缺口以接納場致電子發(fā)射體的凸起。
在本發(fā)明的還有一個最佳實施例中，場致電子發(fā)射體端面下的二次電子發(fā)射體區(qū)域的表面鍍了一層由異質材料制成的膜。這種材料是金屬、合金、半導體和絕緣介質等材料中的任何一種，它們的二次電子發(fā)射系數值大于二次電子發(fā)射體材料的值。
本發(fā)明磁控管的基本特點包括聚焦護罩與二次電子發(fā)射體電絕緣，具有場致電子發(fā)射體的護罩的工作端面朝向二次電子發(fā)射體的表面。
這種與眾不同的特點達到了本發(fā)明的目的。這樣做時，初級電流的增加是由場致電子發(fā)射體的工作表面的更有效的利用來實現的，因為，根據本設計，從薄膜發(fā)射體的更大的表面產生發(fā)射。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點包括，通過使用兩個具有場致電子發(fā)射體的并與二次電子發(fā)射體電絕緣的聚焦護罩，以提高場致發(fā)射電流。
本發(fā)明的第三個優(yōu)點包括，通過減小場電子和二次電子發(fā)射體之間的間隙，以降低裝置的觸發(fā)工作電壓，在改進聚焦護罩對微波輻射的屏蔽特性的同時，拓展了使用裝置的類型和場致電子發(fā)射體的結構性能，并使用多種材料和合金，以提供較高的二次電子發(fā)射系數，提高伏安特性的穩(wěn)定性，以及延長裝置的使用壽命。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點將在下面的詳細描述中闡明，其中有的已經非常明顯，的可以在實施本發(fā)明中了解。
附圖簡要說明附圖并入和構成了說明書的一部分，闡明了本發(fā)明的最佳實施例，連同上面的一般性描述和下面的最佳實施例的詳細描述，用以解釋本發(fā)明的原理。


圖1是一個縱向(軸向)截面示意圖，顯示了依據本發(fā)明的一個實施例的磁控管，其中只有一個聚焦護罩與一個二次電子發(fā)射體電絕緣；圖2是沿圖1所示的磁控管陰極的A-A線剖面的橫向(徑向)截面示意圖；圖3是一個縱向(軸向)截面示意圖，顯示了依據本發(fā)明的一個實施例的磁控管陰極，其中兩個聚焦護罩均與一個二次電子發(fā)射體電絕緣；圖4是沿圖1所示的磁控管的A-A線的橫向(徑向)截面示意圖，其中場致電子發(fā)射體在工作端面有凸起；圖5是一個縱向(軸向)截面示意圖，顯示了依據本發(fā)明的一個實施例的磁控管陰極，其中只有一個聚焦護罩與一個二次電子發(fā)射體電絕緣，該護罩上的場致電子發(fā)射體端面下的二次電子發(fā)射體圓柱末端上，設有缺口以接納場致電子發(fā)射體的突起；圖6是沿圖5所示的陰極組件的A-A線剖面的橫向(徑向)截面示意圖；圖7是一個縱向(軸向)截面圖，顯示了依據本發(fā)明的一個實施例的磁控管陰極，其中只有一個聚焦護罩與二次電子發(fā)射體電絕緣，該護罩的場致電子發(fā)射體端面下的二次電子發(fā)射體的圓柱末端被制成截頭圓錐體，它的傾斜面朝向陽極和陰極之間的真空間隙；圖8是沿圖7所示的磁控管陰極組件的A-A線剖面的橫向(徑向)截面示意圖；圖9是一個縱向(軸向)截面示意圖，顯示了依據本發(fā)明的一個實施例的磁控管陰極，其中只有一個聚焦護罩與二次電子發(fā)射體電絕緣，該護罩的場致電子發(fā)射體端面下的二次電子發(fā)射體的圓柱末端被鍍上一層由異質材料制成的膜；圖10是沿如圖9所示的磁控管A-A線剖面的橫向(徑向)截面示意圖。
在圖中，為清晰和連續(xù)起見，提供如下定義1-二次電子發(fā)射體2-絕緣聚焦護罩3-場致電子發(fā)射體4-圓柱型棒5-場致電子發(fā)射體的凸起6-截頭圓錐體7-二次電子發(fā)射體中的諧振腔8-膜9-真空間隙10-磁控管的陽極11-非絕緣聚焦護罩下面詳細介紹本發(fā)明的最佳實施例。
首先參看圖1，所示為依據本發(fā)明的磁控管，包括一個實體陽極10，一個位于陽極里面的陰極組件，所述的陰極組件包括一個圓柱形二次電子發(fā)射體1和一個與所述發(fā)射體1短路的聚焦護罩11，以及一個附在圓柱棒4上并與所述的二次電子發(fā)射體1電絕緣的聚焦護罩2，一個位于所述護罩2上的場致電子發(fā)射體3，所述的發(fā)射體3的工作端面朝向二次電子發(fā)射體1的表面，并在該處隔有一個真空間隙，真空間隙9使裝置的陽極和陰極組件之間絕緣。
根據權利要求2的本發(fā)明的另一個實施例，參看圖3進行闡述。在這個實施例中，兩個聚焦護罩2都位于圓柱棒4上，并與二次電子發(fā)射體1電絕緣。這樣做時，場致電子發(fā)射體3位于兩個護罩上；它們與二次電子發(fā)射體之間隔有真空間隙9。
根據權利要求3的如圖4所示的實施例中，場致電子發(fā)射體3的端面圓周上具有凸起5。
根據權利要求4的如圖5和圖6所示的實施例中，二次電子發(fā)射體1上具有缺口7，以減少微波輻射，上面還有場致電子發(fā)射體3的凸起5。
根據權利要求5的如圖7和圖8所示的實施例中，在場致電子發(fā)射體3的端面下的區(qū)域，二次電子發(fā)射體1被制作成截頭圓錐體6，其傾斜面朝向陽極和陰極組件之間的真空間隙9。
根據權利要求7的如圖9和圖10所示的本發(fā)明的另一個實施例，在這個已經敘述的實施例中，為了增加起始二次電流，將膜8應用于場致電子發(fā)射體3端面下的二次電子發(fā)射體1上，所述的膜8由不同于二次電子發(fā)射體1的材料制成，其二次電子發(fā)射系數值高于二次電子發(fā)射體1的值。
其他優(yōu)點和改進對熟練的技術人員將是很顯然的了。因此，在廣泛的方面，本發(fā)明不僅僅限于特定的細述以及在此表示和描述的實施例。
依據本發(fā)明的磁控管，其工作過程如下陽極10接地，將負的工作電壓施加到二次電子發(fā)射體1上。場致發(fā)射保證了磁控管的激發(fā)電流，該場致發(fā)射來自與位于聚焦護罩2上的場致電子發(fā)射體3的工作端面相對的二次電子發(fā)射體，在所述的二次電子發(fā)射體1和場致電子發(fā)射體3之間的特定電路上施加操作電壓。發(fā)射的場致電子，在電磁場作用下加速，落到二次電子發(fā)射體1的表面，撞擊出二次電子，然后這些二次電子如同雪崩一樣倍增，以提供裝置的工作電流。
依據本發(fā)明的磁控管更可靠，技術上更有效，而且更經濟。
工業(yè)適用性本發(fā)明可廣泛用于真空電子業(yè)，以設計高功效瞬時激發(fā)磁控管。
盡管已結合最佳實施例描述了本發(fā)明的內容，但本發(fā)明不限于它的細節(jié)說明，各種改變和改進對本技術領域的普通技術人員是顯而易見的，本發(fā)明的發(fā)明要點、范圍和意圖在以下的權利要求中限定。
權利要求
1.一種磁控管，包括一個內部被抽成真空諧振腔的圓柱形陽極和一個陰極組件，該陰極組件在陽極里面，并與陽極同軸布置，所述的陰極組件包括一個圓柱形二次電子發(fā)射體，它與陽極同軸；一個場致電子發(fā)射體，上面有尖銳形狀的工作端面；一對聚焦護罩，位于陰極組件的端面，其內表面朝向所述的內磁控管空腔；其特征在于至少一個所述的聚焦護罩與二次電子發(fā)射體電絕緣，至少一個場致電子發(fā)射體位于與二次電子發(fā)射體電絕緣的聚焦護罩的內表面，聚焦護罩的尖銳形工作端面面向二次電子發(fā)射體。
2.如權利要求1所述的磁控管，其特征在于，帶有場致電子發(fā)射體的兩個聚焦護罩的內表面都與二次電子發(fā)射體電絕緣。
3.如權利要求1或2所述的磁控管，其特征在于，所述的場致電子發(fā)射體的工作端面上有凸起。
4.如權利要求3所述的磁控管，其特征在于，所述的二次電子發(fā)射體上有缺口，以接納所述的場致電子發(fā)射體的凸起。
5.如權利要求1所述的磁控管，其特征在于，場致電子發(fā)射體端面下的二次電子發(fā)射體圓柱體的至少一個端部，被制成截頭圓錐體形狀，它的傾斜面朝向陽極和陰極之間的真空間隙。
6.如權利要求1、2或3所述的磁控管，其特征在于，場致電子發(fā)射體有一個展開的側向表面。
7.如權利要求1-5所述的磁控管，其特征在于，場致電子發(fā)射體端面下的二次電子發(fā)射體區(qū)域上鍍了一層由異質材料制成的膜。
8.如權利要求7所述的磁控管，其特征在于，所述的膜由金屬、合金、半導體和絕緣體等材料中的任何一種制成，該材料的二次電子發(fā)射系數值高于二次電子發(fā)射體的值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁控管,以改進利用場致電子發(fā)射體的工作面的有效性,改進增加機械作用力時裝置的可靠性。這些目的在磁控管的設計中得到解決,包括一個陽極和一個與陽極同軸布置的陰極,所述的陰極包括一個二次電子發(fā)射體,一個場致電子發(fā)射體和一個作為聚焦護罩的側面凸緣,其中至少一個聚焦護罩與二次電子發(fā)射體絕緣,還包括至少一個場致電子發(fā)射體,場致電子發(fā)射體的工作端面朝向二次電子發(fā)射體的表面。
文檔編號H01J23/02GK1294750SQ99803756
公開日2001年5月9日 申請日期1999年1月5日 優(yōu)先權日1998年1月8日
發(fā)明者佛拉基米爾·I·麥克霍夫 申請人:利通系統(tǒng)有限公司