[发明专利]一种紧凑型低磁压缩比磁控注入电子枪

说明书

本发明属于真空电子器件领域，具体为一种紧凑型低磁压缩比磁控注入电子枪。本发明以电子枪设计理论为基础，对传统磁控注入电子枪的阴极结构进行改进，改进点体现在以下地方：将后成型极由圆柱部分和圆台部分组成，后成型极圆台的母线为第一圆弧形曲线；所述发射带呈圆台状，发射带圆台的母线为第二圆弧形曲线；所述前成型极呈圆柱状，前成型极圆柱的母线与前成型极过渡段的连接处为向内凹的光滑曲线。通过上述改进，实现了低频段磁控注入电子枪小型化的同时，还进一步提升了该电子枪的阴极电场调节能力，使其综合具备更好的性能。与传统设计方式相比，本发明的电子枪尺寸更小，可用于车载雷达或电子对抗系统移动平台。

技术领域

本发明属于真空电子器件领域，具体涉及一种紧凑型低磁压缩比磁控注入电子枪,该电子枪适用于回旋行波管。

背景技术

回旋行波管是一种基于相对论电子回旋脉塞的微波放大器，具有宽频带、大功率、高频率等优点，广泛用于电子对抗、雷达成像等技术领域。随着微波系统性能要求的日益提高，在低频段，小型化、轻量型、高性能、高可靠的回旋行波管需求已十分迫切。

为了更好的发挥回旋行波管的优点，使其符合雷达、电子对抗系统发展趋势，低频段回旋行波管的电子枪要求做到体积小、结构可靠、电子性能优良。传统的低频段回旋行波管电子枪尺寸过大，如在Ka波段(35GHz)的磁控注入电子枪最大半径约23mm；X波段(10GHz)的磁控注入电子枪最大半径约50mm，造成配套的磁体等其他一系列设备的半径也要相应扩大才能与回旋行波管适配，这将导致以下问题；器件半径增大导致设备体积增加，限制了其应用环境，像车载雷达或对车载电子对抗系统这类空间有限的移动平台无法使用体积过大的设备，同时，体积增大也提高了设备制造成本。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种紧凑型低磁压缩比磁控注入电子枪，以解决现有技术中存在的低频段磁控注入电子枪尺寸过大的问题。本发明所提供的磁控注入电子枪体积小、结构设计更合理、成本低，可广泛用于车载雷达或对抗系统这类空间有限的移动平台。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种紧凑型低磁压缩比磁控注入电子枪，包括作为阳极的电子枪体、位于电子枪体内部且与枪体同轴设置的阴极；

所述阴极包括后成型极、发射带和前成型极；后成型极、发射带和前成型极沿电子发射方向依次光滑连接成一个轴状整体；后成型极、发射段、和前成型极的半径由后成型极向前成型极方向依次减小，形成类圆锥结构；

所述后成型极和发射带之间设有有后成型极过渡段，发射带与前成型极之间设有有前成型极过渡段；

所述后成型极由圆柱部分和圆台部分组成，所述后成型极圆台的母线为第一圆弧形曲线；所述发射带呈圆台状，发射带圆台的母线为第二圆弧形曲线；所述前成型极呈圆柱状，前成型极圆柱的母线与前成型极过渡段的连接处为向内凹的光滑曲线。

进一步的，所述第一圆弧形曲线为向外凸起的圆弧，所述第二圆弧形曲线为向内凹入或向外凸起的圆弧。

进一步的，所述前成型极圆柱远离发射带的一端设有倒角，且倒角的半径小于前成型极圆柱的半径。

进一步的，所述发射带的圆台母线与轴线夹角为25°～45°。

进一度的，所述第一圆弧曲线的半径数值范围为：5mm～30mm，第二圆弧曲线的半径数值范围大于20mm。

进一步的，所述阴极实心的钨基体，其上浸渍的发射材料为钡盐。

进一步的，所述第二圆弧曲线的曲率半径可调，通过调整第二圆弧的曲率半径，可以增加发射带的电场调节能力。