[发明专利]一种扁平式多级降压收集极

说明书

技术领域

本发明属于真空电子器件领域，尤其涉及一种扁平式多级降压收集极。

背景技术

行波管是微波电真空器件家族的重要成员之一，它是利用电磁波在行波管的互作用区与电子注发生相互作用而放大电磁波的器件。行波管一般包括电子枪、磁聚焦系统、慢波结构、输能装置、单级或多级降压收集极五个部分组成。其中，多级降压收集极是各类行波管及某些速调管的关键部件，其作用是回收经过注-波互作用后的电子注中的剩余动能，从而大大提高器件的总效率。

由于行波管的频带宽，且功率和效率都较高，因此在电子对抗、电子战、雷达、气象观测、空间测量及卫星通信等领域具有广泛的应用。一般说来，各种应用对行波管等器件的要求不尽相同。但是，总的说来，更高的功率和更高的效率是各种应用所呈现出来的共同趋势。特别是对于空间测量及卫星通信用的空间行波管，由于能量供应的有限性，提高行波管的效率成为行波管研制与生产首先要关注的问题。

众所周知，多级降压收集极可以大大提高行波管等真空电子器件的效率。当然，多级降压收集极的概念早在上个世纪40年代就提出了，但在上个世纪60年代后才获得较广泛的应用。在上个世纪末，国外陆续发表了一些关于多级降压收集极的报告或论文。在这个时期，多级降压收集极获得了更广泛的应用，使得行波管的总体效率从原来的20％-30％提高到40％-55％。本世纪开始后，行波管在空间应用中显示出巨大潜力。为了进一步提高行波管的效率，对多级降压收集极的研究进入到了一个新的高潮。

近年来，出现了一种新的集成化、模块化和小型化的微波功率模块的概念，并迅速达到了实用化水平。

微波功率模块的概念起源于美国一个电子器件委员会(AGED)对宽动态范围的微波功率放大器模块的需求与适应性的定义，这种定义是提高了为雷达及电子对抗开发的固态MMIC收发器(T／R)的性能。该委员会建议的微波功率模块的原理如图1所示。由图1可知，微波功率模块是把电真空功率放大器、固态驱动器和集成电源调制器集成在同一个包装件内的功率模块。微波功率模块将继承电真空技术和固态电子技术的优点，使总的性能大大提高，被称作两种技术的“天作之合”(marriage made in heaven)，又被誉为雷达发射机的“超级组件”(Super Component)。

微波功率模块的最主要特点就是小型化。比如，Northrop Grumman Corporation的6-18GHz微波功率模块的体积仅为175mm×140mm×20mm。这就意味着安装在该微波功率模块内的行波管(电真空功率放大器)的直径应该小于20mm。而正如本行业所周知的那样，行波管的直径最大的部分一般是多级降压收集极部分。尤其是因为多级降压收集极的直径越大，越容易实现高效率，因此高效率的多级降压收集极的直径往往达到40mm～60mm。这样的收集极尺寸限制了其在微波毫米波功率模块中的应用。

如上所述，微波功率模块一般都是长方体形，其对尺寸的限制仅仅在一个方向上存在。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种扁平式小型化多级降压收集极，其特点是采用长方体形的外壳及长方体形的各级收集极电极，从而缩小了多级降压收集极在微波功率模块所限制的方向上的尺寸，能够满足微波毫米波功率模块的应用要求。

本发明提出的扁平式多级降压收集，其包括：

多个收集极，其包括多个上下依次叠加的收集极，每个收集极的左侧或右侧具有一引线孔，前后两侧有定位脊；

绝缘陶瓷，其分为两部分平板型结构，用于夹持所述多个收集极，且对应于每个收集极处具有的定位槽，与相应收集极的定位脊配合；

外壳，其为扁平式长方体形，用于封装夹持有多个收集极的绝缘陶瓷；

尾盖组件，其焊接在外壳的下端部，且其底部具有对应于多个收集极的引线部件，供从相应收集极引线孔引出的引线延伸至该扁平式多级降压收集装置外部。

本发明还提出一种具有如上所述的扁平式多级降压收集极的电真空器件。

本发明还提出一种具有如上所述的电真空器件的微波毫米波功率模块。

附图说明

图1是微波功率模块的结构示意图。

图2是本发明实施例中扁平式三级降压收集极结构示意图。

图3是图2中AA面的剖面结构示意图。

图4是图2中BB面的剖面结构示意图。

图5是图2中CC面的剖面结构示意图。

图6是图2中DD面的剖面结构示意图。

图7(a)、(b)是本发明实施例中第一收集极的结构示意图。