[实用新型]基于可移动衬底的长寿命强流电子束收集极

说明书

本实用新型公开基于可移动衬底的长寿命强流电子束收集极,包括收集极衬底、收集极外筒、收集极滑筒；收集极衬底套接在收集极外筒的内腔，其两端均超出所述收集极外筒；收集极衬底与收集极滑筒滑动连接；收集极滑筒外壁固定连接有传动电机，传动电机连接有转动齿轮；收集极衬底外壁设有条形齿轮，条形齿轮与转动齿轮的尺寸和位置相匹配；收集极外筒与收集极滑筒内壁交接处设有第一行程开关，收集极滑筒内壁设有第二行程开关。本实用新型能够在不影响微波产生和传输的前提下，有效避免强流电子束总是攻击收集极内表面的相同区域，缓解沉积热量过于集中的问题，降低收集极耐热压力，适用于连续运行的高功率微波源。

技术领域

本实用新型涉及强流加速器及高功率微波技术领域，特别是涉及基于可移动衬底的长寿命强流电子束收集极。

背景技术

本实用新型的应用背景是重频、准连续运行的高功率微波产生器件。高功率微波产生器件是一种利用强流相对论电子束在真空高频结构中与高频结构的本征模相互作用机制，把高能电子束的能量转化为高频电磁波能量的器件，在军事和工业中都有重要应用。目前，高功率微波器件的能量效率普遍较低，强流相对论电子束在经过束波相互作用交出部分能量后仍具有较高的动能，电子束收集极的作用便是接收这部分与高频电磁场相互作用后的强流电子束。然而电子束收集极在工作过程中受高速电子的轰击会沉积大量的热能，导致收集极上的温度骤然升高，引起材料表面吸附气体的解吸附甚至材料本身发生蒸发和汽化，而收集极高温热脱附和材料汽化不仅会污染真空环境，更可能导致有害等离子体的产生。

随着高功率微波系统的实用化进程，特别是当高功率微波器件以一定重复频率长时间运行时，必须考虑如何有效减小束流轰击收集极对系统的影响。目前传统的做法主要包括优化水冷设计和改进收集极材料，这在一定程度上可以缓解高功率微波器件在单次、低重复频率或较短时间运行时收集极的问题。但由于强流束在收集极上的轰击区域主要固定集中于收集极内表面一环形薄带内，该环形薄带宽度大约为3～10mm，微波波段不同而略有差异，频段越高，薄带宽度越小，直径和收集极内表面直径相同。如果能量总集中在相同区域而不能得到有效转移，在器件长时间运行时，该区域将由于热积累而导致局部温度超过材料熔点而发生熔蚀，成为高功率微波系统可靠运行的瓶颈。

因此，提供一种能够适用于连续运行高功率微波源的电子束收集极是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供基于可移动衬底的长寿命强流电子束收集极，以解决上述现有技术存在的问题，能够在不影响微波产生和传输的前提下，有效避免强流电子束总是攻击收集极内表面的相同区域，缓解沉积热量过于集中的问题，降低收集极耐热压力，适用于连续运行的高功率微波源。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供基于可移动衬底的长寿命强流电子束收集极，用于连接上游器件和下游器件，完成微波或电子束的传输，包括收集极衬底、收集极外筒、收集极滑筒；所述收集极衬底套接在所述收集极外筒的内腔，所述收集极衬底两端均超出所述收集极外筒；所述收集极衬底的一端与所述上游器件可拆卸连接，所述收集极衬底的另一端与所述收集极滑筒滑动连接；所述收集极滑筒的一端与所述收集极外筒固定连接，所述收集极滑筒的另一端与所述下游器件可拆卸连接；

所述收集极滑筒外壁固定连接有传动电机，所述传动电机连接有转动齿轮，所述转动齿轮位于所述收集极滑筒内腔；所述收集极衬底外壁设有条形齿轮，所述条形齿轮与所述转动齿轮的尺寸和位置相匹配，所述条形齿轮与所述收集极滑筒相对的一端固定连接有凸起；所述收集极外筒与所述收集极滑筒内壁交接处设有第一行程开关，所述收集极滑筒内壁设有第二行程开关；所述第一行程开关设于所述条形齿轮所在的直线上。

优选地，所述收集极外筒与所述收集极滑筒交接处还设有第一急停开关，所述收集极滑筒内壁还设有第二急停开关；所述第一行程开关的长度大于所述第一急停开关的长度，所述第二行程开关的长度大于所述第二急停开关的长度；所述第一急停开关设于所述条形齿轮所在的直线上。