一种用于Ka波段行波管的慢波系统及其制作方法

摘要

本发明公开了一种用于Ka波段行波管的慢波系统及其制作方法，慢波系统由两段慢波结构组成，每一段慢波结构均由管壳、螺旋线和夹持杆组成，螺旋线的外围由三根呈120度均匀分布的夹持杆固定，夹持杆的外围是管壳，利用管壳的弹性变形将螺旋线和夹持杆固定在管壳的内部，夹持杆的前端涂有吸收器。具有上述特殊结构的该种用于Ka波段行波管的慢波系统的螺旋线为三段主节距，采用跳变技术，利用热压缩方法将螺旋线和夹持杆固定在管壳内部，组装成慢波系统，该种慢波系统比常规慢波系统能够提高电子效率150％。在工作电压为6.6kY，工作电流为60mA时，可以使全频带功率大于43W，电子效率最小为11％，增益达到35dB。

主权项

一种制作用于Ka波段行波管的慢波系统的方法，所述的慢波系统由两段慢波结构组成，每一段慢波结构均由管壳(1)、螺旋线(2)和夹持杆(3)组成，所述的螺旋线(2)的外围由三根呈120度均匀分布的夹持杆(3)固定，夹持杆(3)的外围是管壳(1)，利用管壳(1)的弹性变形将螺旋线(2)和夹持杆(3)固定在管壳(1)的内部；第一段慢波结构的螺旋线(2)为固定节距，且在夹持杆(3)的尾端涂有吸收器；第二段慢波结构的螺旋线(2)的节距为一次跳变，且跳变前的节距和第一段慢波结构的螺旋线(2)的节距不相同，夹持杆(3)的前端涂有吸收器；所述的管壳(1)的内外径同心度为0.012mm，内外表面的光洁度均为所述的第一段慢波结构的螺旋线(2)的节距为0.498mm，第二段慢波结构的螺旋线(2)的节距分别是0.52mm和0.465mm，其中在该0.465mm节距之前有三匝的跳变节距；所述的夹持杆(3)上的吸收器的材料为碳，采用热解法将碳蒸镀在夹持杆(3)上；其特征在于：所述的制作方法包括，1)制造管壳(1)：将材料为铜合金蒙乃尔的管材旋压加工成所需的管壳(1)，加工后的管壳(1)的内径为Φ3.0mm，公差为+0.005mm，管壳(1)的外径为Φ3.8mm，公差为‑0.008mm，内外径同心度为0.012mm，内外表面的光洁度均为管壳(1)的长度有两种，第一段慢波结构中管壳(1)的长度为44mm，第二段慢波结构中管壳(1)的长度为69mm；2)选取材料为氧化铍99瓷的夹持杆(3)，夹持杆(3)为楔形结构，高度1.0mm，窄处尺寸0.2mm，夹持杆(3)内外表面的光洁度均为且夹持杆(3)的长度有两种，第一段慢波结构中夹持杆(3)为44mm和第二段慢波结构中夹持杆(3)为69mm；3)制造螺旋线(2)：螺旋线(2)的材料为真空冶炼钼，带材，规格为0.2×0.1mm；螺旋线(2)采用带材在芯杆上绕制定型后磨削外径加工而成，螺旋线(2)的内径为Φ0.8mm，公差为+0.005mm；外径为Φ1.0mm，公差为‑0.005mm；螺旋线(2)分为两段，第一段慢波结构中的螺旋线(2)的长度为44mm，主节距为0.498mm，第二段慢波结构中的螺旋线(2)的长度为69mm，主节距为0.52mm和0.465mm，其中节距为0.465mm的长度是9mm，在该节距之前有三匝的跳变节距；4)制造具有吸收器的夹持杆(3)：吸收器的材料为碳，采取热解法将碳蒸镀在夹持杆(3)上；在第一段慢波结构中的夹持杆(3)的末端蒸镀吸收器，长度为12mm，阻值为0.2千欧的长度为4mm；在第二段慢波结构中的夹持杆(3)的起始端蒸镀一段吸收器，长度为12mm，阻值为0.2千欧的长度为4mm；5)组装第一段慢波结构：选取合适尺寸的管壳(1)、已蒸镀的夹持杆(3)和螺旋线(2)，使螺旋线(2)的外径加两倍的夹持杆(3)高度大于管壳(1)的内径0.005‑0.015mm；6)将管壳(1)装入冷弹压夹具上，使管壳(1)变形0.01‑0.015mm，将螺旋线(2)和三根成120度的已蒸镀的夹持杆(3)装入到夹具上，固定在一起，整体放入到管壳(1)内，松开冷弹压夹具，螺旋线(2)和夹持杆(3)对管壳(1)的过盈量为0.005‑0.015mm，将螺旋线(2)和夹持杆(3)放在管壳(1)内部，然后采用热压缩夹持方式，管壳(1)的变形量为0.01‑0.02mm，将螺旋线(2)和夹持杆(3)固定在管壳内；7)按照与步骤5)和步骤6)相同的方法组装第二段慢波结构；8)将组装好的第一段慢波结构和第二段慢波结构焊接在一体，保证真空气密性，即可完成慢波系统的制作。