[发明专利]一种用于行波管高能量小半径电子注的检测方法

说明书

本发明属于行波管技术领域，涉及一种用于行波管高能量小半径电子注的检测方法。本发明通过在电子枪末端轴向上增加一套电子透镜组，对电子注进行降压扩散(即降低能量，降低电流密度)处理，在保证电子注能量分布曲线的情况下，使之能够对高能量小半径电子注开展检测工作，之后用荧光屏作为检测手段进行检测，分析电子注状态，指导空间行波管电子枪的设计工作，保障整管性能。

技术领域

本发明属于行波管技术领域，涉及一种用于行波管高能量小半径电子注的检测方法。

背景技术

行波管具有工作频带宽、输出功率大、效率高、动态范围大、环境适应性强等一系列优点，是目前使用最多的微波电真空器件，广泛用于各种通信系统。

但高效率是目前电真空器件设计的难点和重点，而高性能行波管的实现不光在设计上要不断提升，保证加工制造与设计的吻合也极其重要。特别是目前测试手段有限、中间过程难以把握。行波管中电子注从电子枪中发射出来之后，与高频电路产生互作用之后，由收集极进行电子注回收。电子枪作为行波管中发射电子的部件，其发射出来的电子注状态将会直接影响到后续的互作用，从而对整管的各种性能指标产生极大的影响。

传统方法对于电子枪的电子注发射能力采用法拉第杯进行检测，但随着行波管的频率越来越高，用于行波管的高能电子注正在往能量越来越高、半径越来越细的方向发展。在此情况下，法拉第杯的探头在高能电子注轰击之下寿命也越来越短，且轰击出来的二次电子对检测结果会产生影响。同时法拉第杯的尺寸已不再适用于检测半径较小的电子注。因此亟需新的检测方法及装置对高能量且小半径的电子注进行精准检测，以获取其注腰半径和注腰位置，为后续行波管的整体设计制造做准备。

发明内容

针对上述存在的问题或不足，为了解决现有行波管高能量小半径电子注无法被准确检测的问题，本发明提供了一种用于行波管高能量小半径电子注的检测方法。通过对电子注进行预处理后，可以在保证能够推断出电子注注腰半径和注腰位置的前提下，以目前常规检测手段进行电子注的检测，从而实现高能量小半径电子注的检测。

一种用于行波管高能量小半径电子注的检测方法，包括以下步骤：

S1.对待测行波管电子枪进行仿真得到其注腰位置Z_w和注腰半径R_w，再将电子透镜组和荧光屏依次加载至待测行波管电子枪的模型末端，进行整体建模；

所述电子透镜组由第一电极片M₁和第二电极片M₂组成，电极片的面积大于电子注在对应电极片位置时的横截面，两电极片均设有十字狭缝，且十字狭缝的交汇处为一个圆通孔；电极片上圆通孔的圆心和电子枪同轴，且电极片、荧光屏均与待测行波管电子枪的末端平行。

所述第一电极片M₁靠近电子枪的末端，第二电极片M₂靠近荧光屏；荧光屏用于获取电子注在其位置处的所有电子，且不影响其位置之前的电子注的状态即可。

第一电极片M₁的电压为U₁，厚度为H₁，圆通孔的半径为R₁，十字狭缝的缝宽为a₁，圆通孔的圆心到十字狭缝顶端的长度为b₁；第二电极片M₂的电压为U₂，厚度为H₂，圆通孔的半径为R₂，十字狭缝的缝宽为a₂，圆通孔的圆心到十字狭缝顶端的长度为b₂。M₁前端至电子枪末端距离为L₁，M₁末端至M₂前端距离为L₂，M₂末端至荧光屏前端距离为L₃，L₄为M₁末端与荧光屏前端之间的距离；M₁末端的轴向坐标设为z₄。