用于微波真空電子器件的陰極發(fā)射測(cè)試裝置和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于微波真空電子器件的陰極發(fā)射測(cè)試裝置和系統(tǒng)，該裝置將陽(yáng)極和電極安裝在同一個(gè)法蘭上，陰極和電極相連，法蘭固定于管殼的一端，管殼兩端用密封圈來(lái)封閉。本發(fā)明的裝置和系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單易行、可以非常容易而方便地控制陰極和陽(yáng)極之間的距離和平行度等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】用于微波真空電子器件的陰極發(fā)射測(cè)試裝置和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于微波真空電子器件【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于微波真空電子器件的陰極發(fā)射測(cè)試裝置和系統(tǒng)，用于微波真空電子器件的陰極發(fā)射測(cè)試。
【背景技術(shù)】
[0002]微波真空電子器件廣泛用于雷達(dá)、衛(wèi)星通信、電子加速器、全球定位、可控?zé)岷司圩兗拔磥?lái)軍事前沿的高功率微波武器等方面，其獨(dú)特的功能和優(yōu)越的性能，特別是在大功率和高頻段的情況下，是其他器件所不能取代的。歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，雖然常規(guī)微波真空電子器件及相關(guān)技術(shù)的理論已基本成熟，但是現(xiàn)代高技術(shù)微波器件對(duì)微波信號(hào)的功率、頻率、帶寬等工作特性不斷提出新的發(fā)展需求，這些需求主要表現(xiàn)在要求更高的頻率、更大的功率、更寬的頻帶、更高的效率和新的工作特性，從而對(duì)微波真空電子器件及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇。而擔(dān)當(dāng)電子發(fā)射的陰極又是微波真空電子器件中最為核心的部分，其性能好壞將直接影響微波源的輸出性能和壽命，進(jìn)而影響衛(wèi)星及高功率微波器件的性能和壽命，陰極發(fā)射性能是微波真空電子器件的一個(gè)重要指標(biāo)，研究陰極基體、發(fā)射物質(zhì)、陰極覆膜的性能，首先就需要方便可靠的測(cè)試陰極發(fā)射性能的裝置。因此，研究用于微波真空電子器件的陰極發(fā)射測(cè)試裝置，對(duì)于推動(dòng)衛(wèi)星通信及高功率微波器件等技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的意義。
[0003]微波真空電子器件中陰極發(fā)射測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置一般有兩種。圖1是傳統(tǒng)的用于陰極發(fā)射測(cè)試的玻璃管殼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，附圖標(biāo)記I是水冷陽(yáng)極，2是陰極，3是電極，4是玻璃管殼，5是超高真空泵機(jī)組接口。陰極2點(diǎn)焊在電極3上，然后將固定在玻璃芯柱上的電極3和陰極2與封接在陽(yáng)極I上的玻璃管殼4對(duì)接，陰極2和陽(yáng)極I的距離以及其平行度由操作者的眼睛來(lái)掌握。
[0004]圖2是傳統(tǒng)的用于陰極發(fā)射測(cè)試的動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置是將陰極7裝入帶有水冷陽(yáng)極6的動(dòng)態(tài)真空系統(tǒng)10的三維樣品架12上，陰極7和陽(yáng)極6的距離，以及其平行度也由操作者的眼睛來(lái)掌握。
[0005]在這兩種陰極發(fā)射測(cè)試裝置中，陰極和陽(yáng)極的距離及平行度很難控制，只能通過(guò)人眼進(jìn)行粗略的控制，尤其難于保證陰極和陽(yáng)極的平行度，而這兩個(gè)參數(shù)對(duì)陰極發(fā)射測(cè)試結(jié)果具有非常大的影響，因?yàn)殛帢O發(fā)射測(cè)試是根據(jù)理想平面二極管為理論依據(jù)的。另外這兩種測(cè)試裝置在陰極安裝方面比較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服用于微波真空電子器件的陰極發(fā)射測(cè)試裝置中陰極和陽(yáng)極的距離和平行度難以控制，尤其難于保證陰極和陽(yáng)極的平行度的缺點(diǎn)，提供一種用于微波真空電子器件的陰極發(fā)射測(cè)試裝置和系統(tǒng)，從而制備出性能優(yōu)良的微波真空電子器件用陰極。[0008]( 二)技術(shù)方案
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種陰極發(fā)射測(cè)試裝置，包括陽(yáng)極、陰極、電極、管殼和電極法蘭，所述陽(yáng)極和電極均安裝在所述電極法蘭上，所述電極與陰極連接。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述電極法蘭與所述管殼的一端固定，所述陽(yáng)極的朝向所述陰極的發(fā)射表面、所述電極的朝向所述陰極的一端，以及整個(gè)陰極均密封于管殼內(nèi)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述管殼的另一端則連接一個(gè)排氣法蘭，所述排氣法蘭上具有一個(gè)連接排氣系統(tǒng)的抽真空泵機(jī)組的接口。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述管殼的兩端通過(guò)密封圈與所述電極法蘭、所述排氣法蘭進(jìn)行連接。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述陽(yáng)極、電極與所述電極法蘭的連接是永久連接。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述陰極與電極之間的連接是非永久連接。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述陰極通過(guò)陰極引線固定在電極(19)上。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述陰極通過(guò)陰極引線與電極進(jìn)行焊接，所述陰極和所述陽(yáng)極之間的距離和平行度在所述焊接過(guò)程中得到調(diào)節(jié)。
[0017]本發(fā)明還提出一種多工位陰極發(fā)射測(cè)試系統(tǒng)，包括多個(gè)陰極發(fā)射測(cè)試裝置，所述陰極發(fā)射測(cè)試裝置包括前述的陰極發(fā)射測(cè)試裝置。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，多工位陰極發(fā)射測(cè)試系還包括一個(gè)真空泵機(jī)組和多個(gè)閥門，所述多個(gè)閥門中的每一個(gè)分別連接各陰極發(fā)射測(cè)試裝置和所述真空泵機(jī)組，以控制對(duì)任意一個(gè)或多個(gè)陰極發(fā)射測(cè)試裝置進(jìn)行抽真空。
[0019](三)有益效果
[0020]本發(fā)明的陰極發(fā)射測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以非常容易而方便地控制陰極和陽(yáng)極之間的距離和平行度，提高了微波真空電子器件中陰極發(fā)射測(cè)試的準(zhǔn)確性和測(cè)試效率。
[0021]本發(fā)明的陰極發(fā)射測(cè)試裝置可以用于陰極預(yù)處理，以解決微波真空電子器件的電子槍絕緣性能下降、漏電增加、柵發(fā)射增大、接觸電位差改變等缺點(diǎn)。
[0022]本發(fā)明的陰極發(fā)射測(cè)試裝置還可以用于加速檢驗(yàn)熱子的可靠性從而避免微波器件使用過(guò)程中才發(fā)現(xiàn)熱子短路、熱子缺陷、熱子焊接點(diǎn)不牢等因素造成熱子斷路的問(wèn)題。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是傳統(tǒng)的用于陰極發(fā)射測(cè)試的玻璃管殼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是傳統(tǒng)的用于陰極發(fā)射測(cè)試的動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本發(fā)明的陰極發(fā)射測(cè)試裝置的一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是本發(fā)明的另一實(shí)施例的四工位陰極發(fā)射測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的陰極發(fā)射測(cè)試裝置將陽(yáng)極和電極安裝在同一個(gè)電極法蘭上，并使陰極與電極進(jìn)行連接，從而在安裝陰極時(shí)可以利用模具和工具顯微鏡等控制陰極和陽(yáng)極之間的距離和平行度等，使得陰極的安裝位置更加精確。
[0028]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0029]圖3是本發(fā)明的陰極發(fā)射測(cè)試裝置的一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，附圖標(biāo)記13是陽(yáng)極，14是陰極，15是密封圈，16是排氣法蘭，17是管殼，18是電極法蘭，19是電極。
[0030]參見(jiàn)圖3，該實(shí)施例的陰極發(fā)射測(cè)試裝置包括陽(yáng)極13、陰極14、電極19、電極法蘭18和管殼17，其中陽(yáng)極13和電極19均安裝在電極法蘭18上，電極法蘭18與所述管殼17的一端固定。電極19與陰極14連接，所述陽(yáng)極13的一端朝向所述陰極14的發(fā)射表面、所述電極19的一端朝向所述陰極14的一端，以及整個(gè)陰極14均密封于管殼17內(nèi)。
[0031]在該實(shí)施例中，所述陽(yáng)極13為水冷陽(yáng)極，所述電極法蘭18由金屬材料構(gòu)成，陽(yáng)極13與電極法蘭18之間采用超高真空金屬焊接密封，使陽(yáng)極13的一端位于管殼17內(nèi)，另一端位于管殼17外。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，連接著陽(yáng)極13、電極19的法蘭18可重復(fù)使用，避免了傳統(tǒng)方法(圖1)中電極不能重復(fù)使用造成的浪費(fèi)。
[0033]電極19也固定于電極法蘭18上，電極19可由金屬和陶瓷構(gòu)成，其與金屬的法蘭18之間采用金屬與陶瓷焊接的方法進(jìn)行固定。
[0034]根據(jù)本發(fā)明，陽(yáng)極13、電極19與電極法蘭18的連接是永久連接，即每次陰極性能測(cè)試完成后，不需要拆除陽(yáng)極13、電極19與電極法蘭18的連接，而是可以重復(fù)使用。
[0035]根據(jù)本發(fā)明，陰極14與電極19進(jìn)行連接，而二者之間的連接是非永久連接，所謂非永久連接是指每次陰極性能測(cè)試完成后，可以拆除舊陰極重新焊接新陰極。在該實(shí)施例中，陰極14通過(guò)陰極引線固定在電極19上，陰極引線優(yōu)選為金屬鎳桿(或鑰桿)，其分別與電極19和陰極14利用電阻焊接技術(shù)焊接。在焊接之前先把一個(gè)上下兩個(gè)表面平行的薄板模具放在陰極14和陽(yáng)極13之間，焊接完成后拿出薄板模具，陰極14和陽(yáng)極13之間的距離和平行度也就是薄板模具的厚度和薄板上下兩個(gè)表面的平行度。即，陰極14和陽(yáng)極13之間的距離和平行度在焊接過(guò)程中得到調(diào)節(jié)。
[0036]在安裝本發(fā)明的裝置的陰極14時(shí)，先在陰極14和陽(yáng)極13之間放入上下兩個(gè)表面平行的薄板模具，薄板模具的厚度根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求確定，然后再通過(guò)金屬桿連線把陰極14焊接在電機(jī)19上，金屬桿連線起到支撐陰極14和導(dǎo)電作用，這樣就可以通過(guò)模具和工具顯微鏡控制陰極14和陽(yáng)極13之間的距離和平行度，然后，將法蘭18固定于管殼17內(nèi)，管殼17可由石英、玻璃或金屬制成。
[0037]在該實(shí)施例中，管殼17是密封的，如上所述，陽(yáng)極13的一端(朝向陰極的一端)、電極的一端(朝向陰極的一端)，以及整個(gè)陰極14均密封于該管殼17內(nèi)。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，管殼17的一端連接所述電極法蘭18，另一端則連接一個(gè)排氣法蘭16。兩端均采用密封圈15進(jìn)行密封，密封圈優(yōu)選為超高真空氟橡膠密封圈。
[0039]所述排氣法蘭16上具有一個(gè)連接排氣系統(tǒng)的抽真空泵機(jī)組的接口，以便連接真空泵機(jī)組對(duì)該管殼17進(jìn)行抽真空。該接口優(yōu)選為超高真空泵機(jī)組接口。
[0040]由于電極19和陽(yáng)極13安裝于同一個(gè)電極法蘭18上，而陰極14是連接于電極19的。因此，在安裝陰極14時(shí)，通過(guò)模具和工具顯微鏡可以非常容易而方便的控制陰極和陽(yáng)極之間的距離和平行度，從而方便而準(zhǔn)確地測(cè)試陰極發(fā)射性能。
[0041]此外，本發(fā)明的陰極發(fā)射測(cè)試裝置可以做成多工位陰極發(fā)射測(cè)試系統(tǒng)，以提高測(cè)試效率。
[0042]圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的四工位陰極發(fā)射測(cè)試系統(tǒng)的示意圖。然而本發(fā)明并不限于此，參照該實(shí)施例，工位數(shù)也可以為其他數(shù)目。例如，本發(fā)明的發(fā)明人已制備出八工位陰極發(fā)射測(cè)試系統(tǒng)，極限真空度可達(dá)到5 X 10-7pao
[0043]如圖4所示，四工位陰極發(fā)射測(cè)試系統(tǒng)包括四個(gè)如前所述的陰極發(fā)射測(cè)試裝置，還包括四個(gè)閥門20和一個(gè)真空泵機(jī)組21，所述閥門20和真空泵機(jī)組21均優(yōu)選為適于超高真空環(huán)境。各閥門20分別用于連接各陰極發(fā)射測(cè)試裝置和所述真空泵機(jī)組21，通過(guò)各閥門的通斷，可以控制對(duì)任意一個(gè)或多個(gè)陰極發(fā)射測(cè)試裝置進(jìn)行抽真空。
[0044]本發(fā)明的陰極發(fā)射測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以非常容易而方便地控制陰極和陽(yáng)極之間的距離和平行度，提高了微波真空電子器件中陰極發(fā)射測(cè)試的準(zhǔn)確性和測(cè)試效率。
[0045]本發(fā)明的陰極發(fā)射測(cè)試裝置可以用于陰極預(yù)處理，以解決微波真空電子器件的電子槍絕緣性能下降、漏電增加、柵發(fā)射增大、接觸電位差改變等缺點(diǎn)。
[0046]本發(fā)明的陰極發(fā)射測(cè)試裝置還可以用于加速檢驗(yàn)熱子的可靠性從而避免微波器件使用過(guò)程中才發(fā)現(xiàn)熱子短路、熱子缺陷、熱子焊接點(diǎn)不牢等因素造成熱子斷路的問(wèn)題。
[0047]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種陰極發(fā)射測(cè)試裝置，包括陽(yáng)極(13)、陰極(14)、電極(19)和管殼(17)，其特征在于，還包括一個(gè)電極法蘭(18)，所述陽(yáng)極(13)和電極(19)均安裝在所述電極法蘭(18)上，所述電極(19)與陰極(14)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的陰極發(fā)射測(cè)試裝置，其特征在于，所述電極法蘭(18)與所述管殼(17)的一端固定，所述陽(yáng)極(13)的朝向所述陰極(14)的發(fā)射表面、所述電極(19)的朝向所述陰極(14)的一端，以及整個(gè)陰極(14)均密封于管殼(17)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的陰極發(fā)射測(cè)試裝置，其特征在于，所述管殼(17)的另一端則連接一個(gè)排氣法蘭(16)，所述排氣法蘭(16)上具有一個(gè)連接排氣系統(tǒng)的抽真空泵機(jī)組的接□。
4.如權(quán)利要求3所述的陰極發(fā)射測(cè)試裝置，其特征在于，所述管殼(17)的兩端通過(guò)密封圈(15)與所述電極法蘭(18)、所述排氣法蘭(16)進(jìn)行連接。
5.如權(quán)利要求1所述的陰極發(fā)射測(cè)試裝置，其特征在于，所述陽(yáng)極(13)、電極(19)與所述電極法蘭(18)的連接是永久連接。
6.如權(quán)利要求1所述的陰極發(fā)射測(cè)試裝置，其特征在于，所述陰極(14)與電極(19)之間的連接是非永久連接。
7.如權(quán)利要求1所述的陰極發(fā)射測(cè)試裝置，其特征在于，所述陰極(14)通過(guò)陰極引線固定在電極(19)上。
8.如權(quán)利要求7所述的陰極發(fā)射測(cè)試裝置，其特征在于，所述陰極(14)通過(guò)陰極引線與電極(19)進(jìn)行焊接，所述陰極(14)和所述陽(yáng)極(13)之間的距離和平行度在所述焊接過(guò)程中得到調(diào)節(jié)。
9.一種多工位陰極發(fā)射測(cè)試系統(tǒng)，包括多個(gè)陰極發(fā)射測(cè)試裝置，其特征在于，所述陰極發(fā)射測(cè)試裝置為權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的陰極發(fā)射測(cè)試裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的多工位陰極發(fā)射測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個(gè)真空泵機(jī)組(21)和多個(gè)閥門(20)，所述多個(gè)閥門(20)中的每一個(gè)分別連接各陰極發(fā)射測(cè)試裝置和所述真空泵機(jī)組(21)，以控制對(duì)任意一個(gè)或多個(gè)陰極發(fā)射測(cè)試裝置進(jìn)行抽真空。
【文檔編號(hào)】H01J9/42GK103675632SQ201210355748
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】劉燕文, 朱虹, 李玉濤, 田宏, 孟鳴鳳, 邯嬌, 鄧峰, 劉濮鯤 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所