[实用新型]一种螺旋线慢波系统结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及螺旋线行波管领域，尤其涉及一种螺旋线慢波系统结构。

背景技术

行波管是一种利用高速电子注与微波信号互作用将电子注的动能转化为微波能量的功率放大器件。行波管的应用范围十分广阔，几乎所有的卫星通讯都使用行波管作为末级放大器。在大多数雷达系统中都要使用一只或若干只行波管作为产生高频发射脉冲的大功率放大器。此外，在其它设备中行波管还可以用在某些大功率放大器，如正交场放大器的激励级。虽然已经提出了许多类型的行波管高频电路结构，但主要只有两类，即在宽带场合使用的螺旋线和在大功率场合使用的耦合腔。

行波管螺旋线结构相当精密，必须为其提供可靠的支撑。使用金属夹持是完全行不通的，因为它会对线路的高频结构产生影响。现代螺旋线行波管一般利用四周包围螺旋线的圆柱介质筒来提供优良的夹持和散热。因为所能使用的陶瓷材料的介电常数都比较高，为了尽可能降低陶瓷材料夹持结构的加载作用，许多的行波管也使用薄的楔形夹持杆。

现在常用的螺旋线夹持杆的材料有氧化铝、氧化铍、氮化硼三种陶瓷。其中氧化铝陶瓷的机械和结构性能良好，但导热系数较小，难以在大功率行波管中使用。氧化铍陶瓷的机械和结构性能与氧化铝陶瓷接近，并且有很高的导热系数，但是因为氧化铍粉尘是一种剧毒物质，因此随着环保要求的提高，氧化铍陶瓷已经逐步在限制使用。氮化硼陶瓷的导热性能很好，但是其机械性能较差，难以加工成形，并且氮化硼是一种各向异性的材料，因此其使用也有一定的局限性。

行波管工程师一直在寻求新的螺旋线夹持杆材料，其中金钢石是一种理想的材料。因为金刚石的导热性能比氧化铍还要高一个数量级，其微波损耗也比其余陶瓷材料小。但是天然金钢石原料稀少，因此一直未获得应用。近年来，人造金钢石的性能已经越来越成熟，为金钢石夹持杆的实用化提供了基础。但是人造金钢石价格依然较其它常用的夹持杆材料昂贵，并且人造金钢石很难制作成长的杆状，所以若要让金刚石夹持杆获得实用，必须首先解决其价格昂贵和难以制作成长的杆状的两个难题。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种螺旋线慢波系统结构，以解决现有技术的陶瓷材料的螺旋线夹持杆无法满足螺旋线对导热和机械性能要求的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种螺旋线慢波系统结构，包括有螺旋线，以及套在螺旋线外与所述螺旋线共中心轴的真空管壳，其特征在于：所述真空管壳由内管壳和外管壳复合而成，所述内管壳壳壁上设置有多个固定孔，所述固定孔沿螺旋线的螺旋方向均匀分布在螺旋线周围，固定孔中分别安装有圆柱状的人造金刚石夹持体，所述人造金刚石夹持体一端固定在固定孔中，另一端抵在螺旋线上。

本实用新型中，因为人造金钢石具有良好的导热和微波性能，所以应用人造金钢石作为夹持体的慢波系统可以承受更高的平均功率。本实用新型中的人造金钢石夹持体不是通常所说的夹持杆。因为人造金钢石难以制作成长杆状，但人造金钢石可以较方便的加工成各方向尺寸在10mm以下的长方体状或圆柱状。

本实用新型采用数量较多的小圆柱状的人造金钢石夹持体来对螺旋线进行夹持，这些人造金钢石夹持体沿螺旋线的螺旋方向均匀分布，其一端对螺旋线进行夹持，相对的另一端直接焊接在内管壳之中。这样即可以对螺旋线进行较好的电绝缘夹持，又可以很好的将螺旋线上的热量传导到真空管壳。同时减少了人造金钢石的用量，节省了成本。

附图说明

图1为本实用新型横截面示意图。

图2为本实用新型纵剖面示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示。一种螺旋线慢波系统结构，包括有螺旋线1，以及套在螺旋线1外与螺旋线1共中心轴的真空管壳，真空管壳由内管壳3和外管壳4复合而成，内管壳3壳壁上设置有多个固定孔，固定孔沿螺旋线1的螺旋方向均匀分布在螺旋线1周围，固定孔中分别安装有圆柱状的人造金刚石夹持体2，人造金刚石夹持体2一端固定在固定孔中，另一端抵在螺旋线1上。

本实用新型中，螺旋线1由钼、钨或铜等材料绕制而成；人造金钢石夹持体2作用是对螺旋线1与真空管壳之间进行绝缘夹持并提供散热通道。真空管壳由内管壳3和外管壳4复合而成，内管壳3上加工有与人造金钢石夹持体2对应的圆孔，使得人造金钢石夹持体可以放置在其中，外管壳4对螺旋线1、人造金钢石夹持体2、内管壳3进行定位和固定，并使得螺旋线1、人造金钢石夹持体2、内管壳3处于真空之中。内管壳3和外管壳4可以由蒙耐尔合金或弥散无氧铜制作而成。

在图2中可以看出人造金钢石夹持体2的形状是小的圆柱体，这种圆柱体不但易于加工制作，而且热阻小，可以很好的导热。同时单个的圆柱体体积小，节省了材料的用量，可以大幅度的节省成本。同时，较少的夹持材料也可以减小微波损耗。