一种组合式真空二极管的制作方法
一种组合式真空二极管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微波电子学领域，具体涉及一种组合式电真空二极管，本发明可以应用于高功率微波技术领域的高功率微波源研制。
【背景技术】
[0002]随着高功率微波技术的发展，高功率微波源的输出微波功率不断提高，但是，受到尺寸、体积的限制，再进一步提高单只微波器件的输出功率将变得更加困难。为此，可以通过多个高功率微波器件捆绑的方式实现更大的输出微波功率。一种最直接的捆绑方式是:完全独立的多个高功率微波器件捆绑在一起，这种方式不仅要求体积庞大，同步难，功率增大的几率极低；而另外一种方式是:单个脉冲功率源驱动多个独立的高功率微波器件，这种方式可以增大功率，但是要求体积也较大。为此提出了一种组合式电真空二极管结构，即多个高功率微波器件共用一个二极管的绝缘子，单个脉冲功率源将高压电脉冲加载到一个二极管绝缘子上，然后在真空腔内将高压电脉冲分成多路分别驱动多个独立的高功率微波器件的阴阳极。利用单个脉冲功率源驱动这个组合式电真空二极管，可实现两个以上并联器件之间的同步与锁频锁相，在实现功率增大的同时，要求的体积极小，符合紧凑性要求，为实用化研宄提供技术支持。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是在现有二极管的基础上提出一种新的思路，利用一端输入多端输出的思想对结构进行改进，实现一种可以用一个脉冲源驱动多个独立的微波器件，且实现阴、阳极一体化；在要求体积的情况下，实现多个微波器件的并联驱动。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种组合式电真空二极管，所述二极管具有一个高压电脉冲输入到二极管绝缘子上，在真空腔内具有若干个独立的阴阳极输出，每一个阴阳极共用二极管绝缘子。
[0005]在上述技术方案中，所述组合式真空二极管包括一个外筒，外筒的一端设置为圆盘结构，圆盘表面设置有若干个独立的圆筒，每一个独立圆筒与圆盘结构、外筒的中空结构连通；
组合式真空二极管包括一个绝缘子，绝缘子设置在外筒内靠近圆盘结构的一侧，绝缘子将外筒分为两个独立的空间；
组合式真空二极管包括一个阴极，阴极设置在外筒内穿过绝缘子，在圆盘结构内设置有一个阴极座，阴极座上设置有若干个独立的阴极分支；
所述的阴极分支的位置与圆盘表面的圆筒位置相适应，且每一个阴极分支独自套在一个独立的圆筒内；
绝缘子的一侧设置有功率源侧屏蔽环；绝缘子的另一侧为外筒的圆盘结构，设置有真空侧屏蔽环，且外筒内的这一段为真空；
外筒为组合式真空二极管的阳极。
[0006]在上述技术方案中，所述阴极座的大小与圆盘结构内空间大小相适应，且阴极、阴极座、阴极分支均设置在外筒内且不与外筒内壁接触。
[0007]在上述技术方案中，所述组合式电真空二极管的阴极分支以及与阴极分支相配合的圆筒的数量、位置可调。
[0008]本发明的组合式电真空二极管的工作原理是:在脉冲功率源的高压电脉冲驱动下，通过一个绝缘子的结构支撑和高压绝缘作用，将高压电脉冲引入大外筒和阴极底座，再经过阴极底座和大外筒法兰，将高压电以并联的方式分配到多个器件的阴极和阳极，在阴极和阳极之间产生强电场并产生强流电子束。
[0009]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:本发明采用的是一个单输入，多输出的结构，用单个脉冲功率源驱动这个组合式电真空二极管，可实现两个以上并联器件之间的同步与锁频锁相，在实现功率增大的同时，要求的体积极小，符合紧凑性要求，为实用化研宄提供技术支持。
【附图说明】
[0010]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
图1是本发明的实施例一的剖视结构示意图；
图2是本发明的实施例二的剖视机构正视图；
其中:1是外筒，2是功率源侧屏蔽环，3是绝缘子，4是真空侧屏蔽环，5是阴极底座，6、
7、8是阴极分支，9、10是圆筒。
【具体实施方式】
[0011]本发明是一种组合式电真空二极管，所述二极管具有一个高压电脉冲输入到二极管绝缘子上，在真空腔内具有若干个独立的阴阳极输出，每一个阴阳极共用二极管绝缘子。
[0012]本发明包括一个外筒作为二极管的阳极，与脉冲功率源连接；阴极设置在圆筒内的轴线位置。绝缘子将外筒内的空间分为两个密封且独立的空间，阴极穿过绝缘子，绝缘子靠近脉冲功率源连接的一侧设置有功率源侧屏蔽环，绝缘子的另一侧设置为真空侧屏蔽环。阴极在真空侧屏蔽环的一侧连接有一个阴极座，该阴极座为圆盘结构，也可以采用法兰盘。在阴极座的表面设置有两个阴极分支，每一个阴极分支都是独立的。当然外筒的结构也跟着阴极的变化而进行改动，在阴极座的外面外筒的结构也进行变化，每一个阴极分支的表面都有一个独立的外筒将其套住。这样就使得每一个阴极分支与与之配合的外筒形成独立的阴阳极。
[0013]如图1所示，本实施例中，利用该组合式电真空二极管，可以实现两个高功率微波器件的捆绑，达到两个高功率微波器件的阴极的并联驱动。其连接关系是，外筒的右端连接二个器件的圆筒(9、10)，外筒的左端连接外接的高压脉冲电源的输出外筒，功率源侧屏蔽环的左端与高压脉冲电源的内导体相连，真空侧屏蔽环的左端穿过绝缘子的内孔连接功率源侧屏蔽环，真空侧屏蔽环的右端连接阴极底座，在阴极底座的法兰上分出二个器件的阴极分支(6、7)
本发明的组合式电真空二极管的工作过程是，在脉冲功率源的高压电脉冲驱动下，通过一个绝缘子的结构支撑和高压绝缘作用，将高压电脉冲引入大外筒和阴极底座，再经过阴极底座和大外筒法兰，将高压电以并联的方式分配到二个器件的阴极和阳极，在阴极和阳极之间产生强电场并产生强流电子束。在数值仿真中，该组合式二极管的耐压能力可以达到800kV，并且并联的两个独立高功率微波器件能够独立正常工作。
[0014]实施例2
如图2所示，与实施例1中不一样的地方是对其中一个阴极分支再次采用分支的形式，将该阴极分支分成两个输出的阴极分支，同样的将相应的外筒结构做出相应的调整，最终保证每一个输出的阴极分支与一个外筒相适应，新出完整的输出阴阳极。
[0015]本实施例中，利用该组合式电真空二极管，可以实现三个高功率微波器件的捆绑，达到三个高功率微波器件的阴极的并联驱动。
[0016]其连接关系是，外筒的右端连接三个器件的圆筒(9、10、11)，外筒的左端连接外接的高压脉冲电源的输出外筒，功率源侧屏蔽环的左端与高压脉冲电源的内导体相连，真空侧屏蔽环的左端穿过绝缘子的内孔连接功率源侧屏蔽环，真空侧屏蔽环的右端连接阴极底座，在阴极底座的法兰上分出三个器件的阴极分支(6、7、8 )。
[0017]本发明的组合式电真空二极管的工作过程是，在脉冲功率源的高压电脉冲驱动下，通过一个绝缘子的结构支撑和高压绝缘作用，将高压电脉冲引入大外筒和阴极底座，再经过阴极底座和大外筒法兰，将高压电以并联的方式分配到三个器件的阴极和阳极，在阴极和阳极之间产生强电场并产生强流电子束。在数值仿真中，该组合式二极管的耐压能力可以达到800kV，并且并联的三个独立高功率微波器件能够独立正常工作。
[0018]当然，本发明还可以通过计算可以分出跟多的阴极分支进行工作，从真正意义上实现对高功率微波源的输出微波功率不断提高，且不受空间的限制。
[0019]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【主权项】
1.一种组合式电真空二极管，其特征在于所述二极管具有一个高压电脉冲输入到二极管绝缘子上，在真空腔内具有若干个独立的阴阳极输出，每一个阴阳极共用二极管绝缘子。2.根据权利要求1所述的一种组合式电真空二极管，其特征在于所述组合式真空二极管包括一个外筒，外筒的一端设置为圆盘结构，圆盘表面设置有若干个独立的圆筒，每一个独立圆筒与圆盘结构、外筒的中空结构连通； 组合式真空二极管包括一个绝缘子，绝缘子设置在外筒内靠近圆盘结构的一侧，绝缘子将外筒分为两个独立的空间； 组合式真空二极管包括一个阴极，阴极设置在外筒内穿过绝缘子，在圆盘结构内设置有一个阴极座，阴极座上设置有若干个独立的阴极分支； 所述的阴极分支的位置与圆盘表面的圆筒位置相适应，且每一个阴极分支独自套在一个独立的圆筒内； 绝缘子的一侧设置有功率源侧屏蔽环；绝缘子的另一侧为外筒的圆盘结构，设置有真空侧屏蔽环，且外筒内的这一段为真空； 外筒为组合式真空二极管的阳极。3.根据权利要求2所述的一种组合式电真空二极管，其特征在于所述阴极座的大小与圆盘结构内空间大小相适应，且阴极、阴极座、阴极分支均设置在外筒内且不与外筒内壁接触。4.根据权利要求2所述的一种组合式电真空二极管，其特征在于所述组合式电真空二极管的阴极分支以及与阴极分支相配合的圆筒的数量、位置可调。
【专利摘要】本发明公开了一种用于高功率微波源的组合式电真空二极管，包括可与脉冲功率源连接的大外筒、功率源侧屏蔽环、绝缘子、真空侧屏蔽环、阴极底座、阴极、小外筒及阳极组成。通过多个阴阳极结构共用一个绝缘子，实现多个阴阳极结构或者高功率微波器件的捆绑并联驱动产生强流电子束。
【IPC分类】H01J19/42, H01J21/04
【公开号】CN104900464
【申请号】CN201510360111
【发明人】陈代兵, 许州, 于爱民, 张勇, 金晓
【申请人】中国工程物理研究院应用电子学研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月26日
【技术领域】
[0001]本发明属于微波电子学领域，具体涉及一种组合式电真空二极管，本发明可以应用于高功率微波技术领域的高功率微波源研制。
【背景技术】
[0002]随着高功率微波技术的发展，高功率微波源的输出微波功率不断提高，但是，受到尺寸、体积的限制，再进一步提高单只微波器件的输出功率将变得更加困难。为此，可以通过多个高功率微波器件捆绑的方式实现更大的输出微波功率。一种最直接的捆绑方式是:完全独立的多个高功率微波器件捆绑在一起，这种方式不仅要求体积庞大，同步难，功率增大的几率极低；而另外一种方式是:单个脉冲功率源驱动多个独立的高功率微波器件，这种方式可以增大功率，但是要求体积也较大。为此提出了一种组合式电真空二极管结构，即多个高功率微波器件共用一个二极管的绝缘子，单个脉冲功率源将高压电脉冲加载到一个二极管绝缘子上，然后在真空腔内将高压电脉冲分成多路分别驱动多个独立的高功率微波器件的阴阳极。利用单个脉冲功率源驱动这个组合式电真空二极管，可实现两个以上并联器件之间的同步与锁频锁相，在实现功率增大的同时，要求的体积极小，符合紧凑性要求，为实用化研宄提供技术支持。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是在现有二极管的基础上提出一种新的思路，利用一端输入多端输出的思想对结构进行改进，实现一种可以用一个脉冲源驱动多个独立的微波器件，且实现阴、阳极一体化；在要求体积的情况下，实现多个微波器件的并联驱动。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种组合式电真空二极管，所述二极管具有一个高压电脉冲输入到二极管绝缘子上，在真空腔内具有若干个独立的阴阳极输出，每一个阴阳极共用二极管绝缘子。
[0005]在上述技术方案中，所述组合式真空二极管包括一个外筒，外筒的一端设置为圆盘结构，圆盘表面设置有若干个独立的圆筒，每一个独立圆筒与圆盘结构、外筒的中空结构连通；
组合式真空二极管包括一个绝缘子，绝缘子设置在外筒内靠近圆盘结构的一侧，绝缘子将外筒分为两个独立的空间；
组合式真空二极管包括一个阴极，阴极设置在外筒内穿过绝缘子，在圆盘结构内设置有一个阴极座，阴极座上设置有若干个独立的阴极分支；
所述的阴极分支的位置与圆盘表面的圆筒位置相适应，且每一个阴极分支独自套在一个独立的圆筒内；
绝缘子的一侧设置有功率源侧屏蔽环；绝缘子的另一侧为外筒的圆盘结构，设置有真空侧屏蔽环，且外筒内的这一段为真空；
外筒为组合式真空二极管的阳极。
[0006]在上述技术方案中，所述阴极座的大小与圆盘结构内空间大小相适应，且阴极、阴极座、阴极分支均设置在外筒内且不与外筒内壁接触。
[0007]在上述技术方案中，所述组合式电真空二极管的阴极分支以及与阴极分支相配合的圆筒的数量、位置可调。
[0008]本发明的组合式电真空二极管的工作原理是:在脉冲功率源的高压电脉冲驱动下，通过一个绝缘子的结构支撑和高压绝缘作用，将高压电脉冲引入大外筒和阴极底座，再经过阴极底座和大外筒法兰，将高压电以并联的方式分配到多个器件的阴极和阳极，在阴极和阳极之间产生强电场并产生强流电子束。
[0009]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:本发明采用的是一个单输入，多输出的结构，用单个脉冲功率源驱动这个组合式电真空二极管，可实现两个以上并联器件之间的同步与锁频锁相，在实现功率增大的同时，要求的体积极小，符合紧凑性要求，为实用化研宄提供技术支持。
【附图说明】
[0010]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
图1是本发明的实施例一的剖视结构示意图；
图2是本发明的实施例二的剖视机构正视图；
其中:1是外筒，2是功率源侧屏蔽环，3是绝缘子，4是真空侧屏蔽环，5是阴极底座，6、
7、8是阴极分支，9、10是圆筒。
【具体实施方式】
[0011]本发明是一种组合式电真空二极管，所述二极管具有一个高压电脉冲输入到二极管绝缘子上，在真空腔内具有若干个独立的阴阳极输出，每一个阴阳极共用二极管绝缘子。
[0012]本发明包括一个外筒作为二极管的阳极，与脉冲功率源连接；阴极设置在圆筒内的轴线位置。绝缘子将外筒内的空间分为两个密封且独立的空间，阴极穿过绝缘子，绝缘子靠近脉冲功率源连接的一侧设置有功率源侧屏蔽环，绝缘子的另一侧设置为真空侧屏蔽环。阴极在真空侧屏蔽环的一侧连接有一个阴极座，该阴极座为圆盘结构，也可以采用法兰盘。在阴极座的表面设置有两个阴极分支，每一个阴极分支都是独立的。当然外筒的结构也跟着阴极的变化而进行改动，在阴极座的外面外筒的结构也进行变化，每一个阴极分支的表面都有一个独立的外筒将其套住。这样就使得每一个阴极分支与与之配合的外筒形成独立的阴阳极。
[0013]如图1所示，本实施例中，利用该组合式电真空二极管，可以实现两个高功率微波器件的捆绑，达到两个高功率微波器件的阴极的并联驱动。其连接关系是，外筒的右端连接二个器件的圆筒(9、10)，外筒的左端连接外接的高压脉冲电源的输出外筒，功率源侧屏蔽环的左端与高压脉冲电源的内导体相连，真空侧屏蔽环的左端穿过绝缘子的内孔连接功率源侧屏蔽环，真空侧屏蔽环的右端连接阴极底座，在阴极底座的法兰上分出二个器件的阴极分支(6、7)
本发明的组合式电真空二极管的工作过程是，在脉冲功率源的高压电脉冲驱动下，通过一个绝缘子的结构支撑和高压绝缘作用，将高压电脉冲引入大外筒和阴极底座，再经过阴极底座和大外筒法兰，将高压电以并联的方式分配到二个器件的阴极和阳极，在阴极和阳极之间产生强电场并产生强流电子束。在数值仿真中，该组合式二极管的耐压能力可以达到800kV，并且并联的两个独立高功率微波器件能够独立正常工作。
[0014]实施例2
如图2所示，与实施例1中不一样的地方是对其中一个阴极分支再次采用分支的形式，将该阴极分支分成两个输出的阴极分支，同样的将相应的外筒结构做出相应的调整，最终保证每一个输出的阴极分支与一个外筒相适应，新出完整的输出阴阳极。
[0015]本实施例中，利用该组合式电真空二极管，可以实现三个高功率微波器件的捆绑，达到三个高功率微波器件的阴极的并联驱动。
[0016]其连接关系是，外筒的右端连接三个器件的圆筒(9、10、11)，外筒的左端连接外接的高压脉冲电源的输出外筒，功率源侧屏蔽环的左端与高压脉冲电源的内导体相连，真空侧屏蔽环的左端穿过绝缘子的内孔连接功率源侧屏蔽环，真空侧屏蔽环的右端连接阴极底座，在阴极底座的法兰上分出三个器件的阴极分支(6、7、8 )。
[0017]本发明的组合式电真空二极管的工作过程是，在脉冲功率源的高压电脉冲驱动下，通过一个绝缘子的结构支撑和高压绝缘作用，将高压电脉冲引入大外筒和阴极底座，再经过阴极底座和大外筒法兰，将高压电以并联的方式分配到三个器件的阴极和阳极，在阴极和阳极之间产生强电场并产生强流电子束。在数值仿真中，该组合式二极管的耐压能力可以达到800kV，并且并联的三个独立高功率微波器件能够独立正常工作。
[0018]当然，本发明还可以通过计算可以分出跟多的阴极分支进行工作，从真正意义上实现对高功率微波源的输出微波功率不断提高，且不受空间的限制。
[0019]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【主权项】
1.一种组合式电真空二极管，其特征在于所述二极管具有一个高压电脉冲输入到二极管绝缘子上，在真空腔内具有若干个独立的阴阳极输出，每一个阴阳极共用二极管绝缘子。2.根据权利要求1所述的一种组合式电真空二极管，其特征在于所述组合式真空二极管包括一个外筒，外筒的一端设置为圆盘结构，圆盘表面设置有若干个独立的圆筒，每一个独立圆筒与圆盘结构、外筒的中空结构连通； 组合式真空二极管包括一个绝缘子，绝缘子设置在外筒内靠近圆盘结构的一侧，绝缘子将外筒分为两个独立的空间； 组合式真空二极管包括一个阴极，阴极设置在外筒内穿过绝缘子，在圆盘结构内设置有一个阴极座，阴极座上设置有若干个独立的阴极分支； 所述的阴极分支的位置与圆盘表面的圆筒位置相适应，且每一个阴极分支独自套在一个独立的圆筒内； 绝缘子的一侧设置有功率源侧屏蔽环；绝缘子的另一侧为外筒的圆盘结构，设置有真空侧屏蔽环，且外筒内的这一段为真空； 外筒为组合式真空二极管的阳极。3.根据权利要求2所述的一种组合式电真空二极管，其特征在于所述阴极座的大小与圆盘结构内空间大小相适应，且阴极、阴极座、阴极分支均设置在外筒内且不与外筒内壁接触。4.根据权利要求2所述的一种组合式电真空二极管，其特征在于所述组合式电真空二极管的阴极分支以及与阴极分支相配合的圆筒的数量、位置可调。
【专利摘要】本发明公开了一种用于高功率微波源的组合式电真空二极管，包括可与脉冲功率源连接的大外筒、功率源侧屏蔽环、绝缘子、真空侧屏蔽环、阴极底座、阴极、小外筒及阳极组成。通过多个阴阳极结构共用一个绝缘子，实现多个阴阳极结构或者高功率微波器件的捆绑并联驱动产生强流电子束。
【IPC分类】H01J19/42, H01J21/04
【公开号】CN104900464
【申请号】CN201510360111
【发明人】陈代兵, 许州, 于爱民, 张勇, 金晓
【申请人】中国工程物理研究院应用电子学研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月26日
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