一種組合式真空二極管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微波電子學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種組合式電真空二極管，本發(fā)明可以應(yīng)用于高功率微波技術(shù)領(lǐng)域的高功率微波源研制。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高功率微波技術(shù)的發(fā)展，高功率微波源的輸出微波功率不斷提高，但是，受到尺寸、體積的限制，再進(jìn)一步提高單只微波器件的輸出功率將變得更加困難。為此，可以通過多個(gè)高功率微波器件捆綁的方式實(shí)現(xiàn)更大的輸出微波功率。一種最直接的捆綁方式是:完全獨(dú)立的多個(gè)高功率微波器件捆綁在一起，這種方式不僅要求體積龐大，同步難，功率增大的幾率極低；而另外一種方式是:單個(gè)脈沖功率源驅(qū)動(dòng)多個(gè)獨(dú)立的高功率微波器件，這種方式可以增大功率，但是要求體積也較大。為此提出了一種組合式電真空二極管結(jié)構(gòu)，即多個(gè)高功率微波器件共用一個(gè)二極管的絕緣子，單個(gè)脈沖功率源將高壓電脈沖加載到一個(gè)二極管絕緣子上，然后在真空腔內(nèi)將高壓電脈沖分成多路分別驅(qū)動(dòng)多個(gè)獨(dú)立的高功率微波器件的陰陽極。利用單個(gè)脈沖功率源驅(qū)動(dòng)這個(gè)組合式電真空二極管，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)以上并聯(lián)器件之間的同步與鎖頻鎖相，在實(shí)現(xiàn)功率增大的同時(shí)，要求的體積極小，符合緊湊性要求，為實(shí)用化研究提供技術(shù)支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有二極管的基礎(chǔ)上提出一種新的思路，利用一端輸入多端輸出的思想對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)一種可以用一個(gè)脈沖源驅(qū)動(dòng)多個(gè)獨(dú)立的微波器件，且實(shí)現(xiàn)陰、陽極一體化；在要求體積的情況下，實(shí)現(xiàn)多個(gè)微波器件的并聯(lián)驅(qū)動(dòng)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種組合式電真空二極管，所述二極管具有一個(gè)高壓電脈沖輸入到二極管絕緣子上，在真空腔內(nèi)具有若干個(gè)獨(dú)立的陰陽極輸出，每一個(gè)陰陽極共用二極管絕緣子。
[0006]在上述技術(shù)方案中，所述組合式真空二極管包括一個(gè)外筒，外筒的一端設(shè)置為圓盤結(jié)構(gòu)，圓盤表面設(shè)置有若干個(gè)獨(dú)立的圓筒，每一個(gè)獨(dú)立圓筒與圓盤結(jié)構(gòu)、外筒的中空結(jié)構(gòu)連通；
[0007]組合式真空二極管包括一個(gè)絕緣子，絕緣子設(shè)置在外筒內(nèi)靠近圓盤結(jié)構(gòu)的一側(cè)，絕緣子將外筒分為兩個(gè)獨(dú)立的空間；
[0008]組合式真空二極管包括一個(gè)陰極，陰極設(shè)置在外筒內(nèi)穿過絕緣子，在圓盤結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有一個(gè)陰極座，陰極座上設(shè)置有若干個(gè)獨(dú)立的陰極分支；
[0009]所述的陰極分支的位置與圓盤表面的圓筒位置相適應(yīng)，且每一個(gè)陰極分支獨(dú)自套在一個(gè)獨(dú)立的圓筒內(nèi)；
[0010]絕緣子的一側(cè)設(shè)置有功率源側(cè)屏蔽環(huán)；絕緣子的另一側(cè)為外筒的圓盤結(jié)構(gòu)，設(shè)置有真空側(cè)屏蔽環(huán)，且外筒內(nèi)的這一段為真空；
[0011]外筒為組合式真空二極管的陽極。
[0012]在上述技術(shù)方案中，所述陰極座的大小與圓盤結(jié)構(gòu)內(nèi)空間大小相適應(yīng)，且陰極、陰極座、陰極分支均設(shè)置在外筒內(nèi)且不與外筒內(nèi)壁接觸。
[0013]在上述技術(shù)方案中，所述組合式電真空二極管的陰極分支以及與陰極分支相配合的圓筒的數(shù)量、位置可調(diào)。
[0014]本發(fā)明的組合式電真空二極管的工作原理是:在脈沖功率源的高壓電脈沖驅(qū)動(dòng)下，通過一個(gè)絕緣子的結(jié)構(gòu)支撐和高壓絕緣作用，將高壓電脈沖引入大外筒和陰極底座，再經(jīng)過陰極底座和大外筒法蘭，將高壓電以并聯(lián)的方式分配到多個(gè)器件的陰極和陽極，在陰極和陽極之間產(chǎn)生強(qiáng)電場并產(chǎn)生強(qiáng)流電子束。
[0015]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用的是一個(gè)單輸入，多輸出的結(jié)構(gòu)，用單個(gè)脈沖功率源驅(qū)動(dòng)這個(gè)組合式電真空二極管，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)以上并聯(lián)器件之間的同步與鎖頻鎖相，在實(shí)現(xiàn)功率增大的同時(shí)，要求的體積極小，符合緊湊性要求，為實(shí)用化研究提供技術(shù)支持。
【附圖說明】
[0016]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
[0017]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例一的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明的實(shí)施例二的剖視機(jī)構(gòu)正視圖；
[0019]其中:1是外筒，2是功率源側(cè)屏蔽環(huán)，3是絕緣子，4是真空側(cè)屏蔽環(huán)，5是陰極底座，6、7、8是陰極分支，9、10是圓筒。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明是一種組合式電真空二極管，所述二極管具有一個(gè)高壓電脈沖輸入到二極管絕緣子上，在真空腔內(nèi)具有若干個(gè)獨(dú)立的陰陽極輸出，每一個(gè)陰陽極共用二極管絕緣子。
[0021]本發(fā)明包括一個(gè)外筒作為二極管的陽極，與脈沖功率源連接；陰極設(shè)置在圓筒內(nèi)的軸線位置。絕緣子將外筒內(nèi)的空間分為兩個(gè)密封且獨(dú)立的空間，陰極穿過絕緣子，絕緣子靠近脈沖功率源連接的一側(cè)設(shè)置有功率源側(cè)屏蔽環(huán)，絕緣子的另一側(cè)設(shè)置為真空側(cè)屏蔽環(huán)。陰極在真空側(cè)屏蔽環(huán)的一側(cè)連接有一個(gè)陰極座，該陰極座為圓盤結(jié)構(gòu)，也可以采用法蘭盤。在陰極座的表面設(shè)置有兩個(gè)陰極分支，每一個(gè)陰極分支都是獨(dú)立的。當(dāng)然外筒的結(jié)構(gòu)也跟著陰極的變化而進(jìn)行改動(dòng)，在陰極座的外面外筒的結(jié)構(gòu)也進(jìn)行變化，每一個(gè)陰極分支的表面都有一個(gè)獨(dú)立的外筒將其套住。這樣就使得每一個(gè)陰極分支與與之配合的外筒形成獨(dú)立的陰陽極。
[0022]如圖1所示，本實(shí)施例中，利用該組合式電真空二極管，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)高功率微波器件的捆綁，達(dá)到兩個(gè)高功率微波器件的陰極的并聯(lián)驅(qū)動(dòng)。其連接關(guān)系是，外筒的右端連接二個(gè)器件的圓筒(9、10)，外筒的左端連接外接的高壓脈沖電源的輸出外筒，功率源側(cè)屏蔽環(huán)的左端與高壓脈沖電源的內(nèi)導(dǎo)體相連，真空側(cè)屏蔽環(huán)的左端穿過絕緣子的內(nèi)孔連接功率源側(cè)屏蔽環(huán)，真空側(cè)屏蔽環(huán)的右端連接陰極底座，在陰極底座的法蘭上分出二個(gè)器件的陰極分支(6、7)
[0023]本發(fā)明的組合式電真空二極管的工作過程是，在脈沖功率源的高壓電脈沖驅(qū)動(dòng)下，通過一個(gè)絕緣子的結(jié)構(gòu)支撐和高壓絕緣作用，將高壓電脈沖引入大外筒和陰極底座，再經(jīng)過陰極底座和大外筒法蘭，將高壓電以并聯(lián)的方式分配到二個(gè)器件的陰極和陽極，在陰極和陽極之間產(chǎn)生強(qiáng)電場并產(chǎn)生強(qiáng)流電子束。在數(shù)值仿真中，該組合式二極管的耐壓能力可以達(dá)到800kV，并且并聯(lián)的兩個(gè)獨(dú)立高功率微波器件能夠獨(dú)立正常工作。
[0024]實(shí)施例2
[0025]如圖2所示，與實(shí)施例1中不一樣的地方是對(duì)其中一個(gè)陰極分支再次采用分支的形式，將該陰極分支分成兩個(gè)輸出的陰極分支，同樣的將相應(yīng)的外筒結(jié)構(gòu)做出相應(yīng)的調(diào)整，最終保證每一個(gè)輸出的陰極分支與一個(gè)外筒相適應(yīng)，新出完整的輸出陰陽極。
[0026]本實(shí)施例中，利用該組合式電真空二極管，可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)高功率微波器件的捆綁，達(dá)到三個(gè)高功率微波器件的陰極的并聯(lián)驅(qū)動(dòng)。
[0027]其連接關(guān)系是，外筒的右端連接三個(gè)器件的圓筒(9、10、11 )，外筒的左端連接外接的高壓脈沖電源的輸出外筒，功率源側(cè)屏蔽環(huán)的左端與高壓脈沖電源的內(nèi)導(dǎo)體相連，真空側(cè)屏蔽環(huán)的左端穿過絕緣子的內(nèi)孔連接功率源側(cè)屏蔽環(huán)，真空側(cè)屏蔽環(huán)的右端連接陰極底座，在陰極底座的法蘭上分出三個(gè)器件的陰極分支(6、7、8 )。
[0028]本發(fā)明的組合式電真空二極管的工作過程是，在脈沖功率源的高壓電脈沖驅(qū)動(dòng)下，通過一個(gè)絕緣子的結(jié)構(gòu)支撐和高壓絕緣作用，將高壓電脈沖引入大外筒和陰極底座，再經(jīng)過陰極底座和大外筒法蘭，將高壓電以并聯(lián)的方式分配到三個(gè)器件的陰極和陽極，在陰極和陽極之間產(chǎn)生強(qiáng)電場并產(chǎn)生強(qiáng)流電子束。在數(shù)值仿真中，該組合式二極管的耐壓能力可以達(dá)到800kV，并且并聯(lián)的三個(gè)獨(dú)立高功率微波器件能夠獨(dú)立正常工作。
[0029]當(dāng)然，本發(fā)明還可以通過計(jì)算可以分出跟多的陰極分支進(jìn)行工作，從真正意義上實(shí)現(xiàn)對(duì)高功率微波源的輸出微波功率不斷提高，且不受空間的限制。
[0030]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種組合式真空二極管，其特征在于所述二極管具有一個(gè)高壓電脈沖輸入到二極管絕緣子上，在真空腔內(nèi)具有若干個(gè)獨(dú)立的陰陽極輸出，每一個(gè)陰陽極共用二極管絕緣子。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式真空二極管，其特征在于所述組合式真空二極管包括一個(gè)外筒，外筒的一端設(shè)置為圓盤結(jié)構(gòu)，圓盤表面設(shè)置有若干個(gè)獨(dú)立的圓筒，每一個(gè)獨(dú)立圓筒與圓盤結(jié)構(gòu)、外筒的中空結(jié)構(gòu)連通； 組合式真空二極管包括一個(gè)絕緣子，絕緣子設(shè)置在外筒內(nèi)靠近圓盤結(jié)構(gòu)的一側(cè)，絕緣子將外筒分為兩個(gè)獨(dú)立的空間； 組合式真空二極管包括一個(gè)陰極，陰極設(shè)置在外筒內(nèi)穿過絕緣子，在圓盤結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有一個(gè)陰極座，陰極座上設(shè)置有若干個(gè)獨(dú)立的陰極分支； 所述的陰極分支的位置與圓盤表面的圓筒位置相適應(yīng)，且每一個(gè)陰極分支獨(dú)自套在一個(gè)獨(dú)立的圓筒內(nèi)； 絕緣子的一側(cè)設(shè)置有功率源側(cè)屏蔽環(huán)；絕緣子的另一側(cè)為外筒的圓盤結(jié)構(gòu)，設(shè)置有真空側(cè)屏蔽環(huán)，且外筒內(nèi)的這一段為真空； 外筒為組合式真空二極管的陽極。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種組合式真空二極管，其特征在于所述陰極座的大小與圓盤結(jié)構(gòu)內(nèi)空間大小相適應(yīng)，且陰極、陰極座、陰極分支均設(shè)置在外筒內(nèi)且不與外筒內(nèi)壁接觸。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種組合式真空二極管，其特征在于所述組合式電真空二極管的陰極分支以及與陰極分支相配合的圓筒的數(shù)量、位置可調(diào)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種組合式真空二極管，包括可與脈沖功率源連接的大外筒、功率源側(cè)屏蔽環(huán)、絕緣子、真空側(cè)屏蔽環(huán)、陰極底座、陰極、小外筒及陽極組成。通過多個(gè)陰陽極結(jié)構(gòu)共用一個(gè)絕緣子，實(shí)現(xiàn)多個(gè)陰陽極結(jié)構(gòu)或者高功率微波器件的捆綁并聯(lián)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)流電子束。
【IPC分類】H01J21/04, H01J19/42
【公開號(hào)】CN204991646
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520444535
【發(fā)明人】陳代兵, 許州, 于愛民, 張勇, 金曉
【申請(qǐng)人】中國工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年6月26日