[发明专利]一种带状注感应输出管

说明书

技术领域

本发明涉及电真空技术领域，尤其涉及一种带状注感应输出管。

背景技术

在UHF波段的电视发射机家族中，除已成熟并最早使用的陶瓷电子管，不断改进以提高效率的速调管，以及日渐完善的高可靠性全固态发射机外，1993年国际上又出现了采用IOT(Inductive Output Tube，简称感应输出管)的电视发射机，引起了广播电视工业界的高度重视，与以往的电视发射机相比，采用IOT的电视发射机具有价格及维护成本低、效率高等突出特点，引起了人们的广泛注意。

感应输出管(IOT)，也称速调四极管(klystrode)，它将微波四极管和速调管的优点结合起来，是一种紧凑型低频大功率微波放大器件，是将静电控制管与速调管相互结合而成的一种密度调制微波管。在IOT中，输入谐振腔在栅极和阴极间产生高频电场，控制热阴极的电子发射，获得密度调制的电子注。密度调制电子注经过加在栅极与阳极间的高压加速后，穿过一段漂移空间后进入输出谐振腔，并在输出谐振腔间隙上感应出高频电压；密度调制电子注与输出腔高频电压相互作用获得高频放大，放大的高频功率经输出传输线输出。

与速调管相比，IOT具有体积小、重量轻、效率高等优点，特别适合于低频段应用。与微波三、四极管相比，IOT可以工作在更高的频率、更大的功率，具有更高的增益。

近年来，数字电视发射机、粒子加速器、雷达和通信等应用领域对IOT提出了新的要求，迫切需要发展高频率、高峰值功率、高效率、高增益和宽频带的新型结构的IOT。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种带状注感应输出管，以实现高峰值功率和高增益的微波信号放大输出。

为了实现这个目的，作为本发明的一个方面，本发明提供了一种带状注感应输出管，包括：

栅控电子枪，用于实现电子束的发射和会聚；

输入腔2，用于馈入微波信号，并形成高频电场，将所述栅控电子枪发射的电子束调制成电子注；

输出腔11，用于通过能量交换对输入的所述微波信号进行放大输出。

其中，所述栅控电子枪包括热子1、带状注阴极3和栅极8，所述带状注阴极3发射电子束，栅极8对所述电子注进行会聚。

其中，在所述栅极8的栅网与所述带状注阴极3之间形成高频电场，实现所述带状注阴极3发射电流的密度调制。

其中，所述带状注阴极3具有弧状的发射面，在热状态下提供密度调制电子。

其中，所述输出腔11采用哑铃型扩展互作用结构。

其中，所述输出腔11的哑铃型扩展互作用结构中间隙的数量为N个，由N个单间隙的哑铃型谐振腔通过在鼓包上开通槽实现耦合，其中N为正整数。

其中，所述输出腔11的哑铃型扩展互作用结构中间隙的数量为5个。

其中，所述输出腔11的高频微波通过输出腔11的耦合孔10传输给输出波导9。

作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种感应输出管的输出腔，其中所述输出腔11采用哑铃型扩展互作用结构。

其中，所述输出腔11的哑铃型扩展互作用结构中间隙的数量为N个，由N个单间隙的哑铃型谐振腔通过在鼓包上开通槽实现耦合，其中N为正整数。

从上述技术方案可知，本发明的带状注感应输出管，在提高带宽、增益和功率方面有其独特的优势，解决了传统速调管在低频段体积大、成本高、维护复杂的缺点；与微波三、四极管相比，IOT可以工作在更高的频率、更大的功率、效率，具有更高的增益；同时也解决了传统感应输出管增益低、频带窄和功率小的不足；此外，采用哑铃型扩展互作用输出腔的感应输出管具有较高的功率、增益和效率，结构更加简单易行。

附图说明

图1为本发明的带状注感应输出管(IOT)的结构示意图；

图2为本发明的带状注阴极的结构示意图；

图3a、3b、3c分别为本发明的哑铃型扩展互作用谐振腔的窄边方向结构示意图、宽边方向结构示意图和横向剖面图；

图4为本发明的哑铃型扩展互作用输出腔的结构示意图。

附图标记说明：

1、热子，2、输入腔，3、带状注阴极，4、同轴输入电缆，5、高频扼流圈，6、阳极，7、电子枪绝缘瓷，8、栅极，9、输出波导，10、耦合孔，11、输出腔，12、收集极绝缘瓷，13、带状电子束，14、收集极。

具体实施方式