一种调控电子枪阴极结构实现调节速度比方法以及电子枪阴极结构

摘要

本发明提出一种调控电子枪阴极结构实现调节速度比方法，所述方法包括对单阳极电子枪的阴极的圆柱外缘或圆锥顶端进行形状改变，从而改变电子枪产生电子注的速度比。以及一种电子枪阴极结构，其特征在于，所述阴极结构包括圆柱、圆锥；所述圆柱一底面与圆锥底面重合且半径相等；所述圆柱外缘或圆锥顶端设有凸台结构。本发明中电子枪阴极结构的改变实现了兼顾电子注最为关键的速度比和速度离散两个参数，在对速度离散影响较小的情况下，使速度比可调控。

说明书

技术领域

本发明涉及太赫兹高功率器件领域，尤其是一种调控电子枪阴极结构实现调节速度比方法以及电子枪阴极结构。

背景技术

回旋管不被电子与波互相作用空间的频率和线尺寸成反比的规律限制，能在毫米波与亚毫米波段产生高脉冲峰值功率和连续波功率。其很快得到了人们的高度重视与广泛应用，在雷达、通信、电子对抗、受控热核聚变、高功率微波武器及高能物理等方面得到了应用。回旋管主要由电子枪、注波互作用区、输出结构和聚焦磁场四个部分组成。电子枪作为回旋管的关键器件，其产生电子注性能的好坏直接影响后续的束波互作用效率，进而对整支回旋管的效率和输出功率产生影响。能够产生回旋电子注的电子枪有很多种类，其中单阳极电子枪和双阳极电子枪应用最为广泛。双阳极电子枪由于多了一个控制阳极，使得其机械结构设计和装配比较复杂，而单阳极电子枪因没有控制阳极的加入，从而其结构简单且易于实现，常作为回旋管产生满足其性能要求的电子注的发射源。

电子枪产生的电子注主要性能参数有电子注速度离散、电子注速度比。为使回旋器件具有合适的电子注速度比，可以通过对电子枪的电参数和结构参数进行调整。现有调整电子注速度比的方法一般为调节阴极和阳极的间距，但此方法在调节电子注速度比的同时会较大程度的改变电子注速度离散。电子注速度离散增大后，会对回旋管的工作效率产生负面影响。

因此，需要一种在不对电子注速度离散造成较大影响的情况下，实现调节电子注速度比的新方法。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述现有技术中存在的问题，提供一种调控电子枪阴极结构实现调节速度比方法以及电子枪阴极结构，可以通过改变阴极结构的设计来对单阳极电子枪中电子注速度比进行增大和减小的调控。实现在不对电子注速度离散等参数造成较大影响下，对电子注速度比进行调控。

发明的目的有以下技术措施实现：

一种电子枪阴极结构，所述阴极结构包括圆柱、圆锥；所述圆柱一底面与圆锥底面重合且半径相等；所述圆柱外缘或圆锥顶端设有凸台结构。

进一步地，所述凸台结构的截面为矩形。

进一步地，所述矩形凸台结构的长和宽相等。

进一步地，所述矩形凸台结构的长和宽都为1mm。

一种调控电子枪阴极结构实现调节速度比方法，所述方法包括对电子枪阴极结构的圆柱外缘或圆锥顶端进行形状改变，从而改变电子枪产生电子注的速度比。

进一步地，所述形状改变方式具体为，将电子枪阴极结构的圆柱外缘或圆锥顶端改变为凸台结构。

进一步地，其特征在于，所述凸台结构的截面为矩形。

进一步地，其特征在于，所述矩形凸台结构的长和宽相等。

进一步地，其特征在于，所述矩形凸台结构的长和宽都为1mm。

本发明的有益效果：

1、本发明中技术方案通过改变电子枪阴极的圆柱外缘或圆锥顶端的形状，从而在对电子注速度离散等参数造成较小影响的情况下，实现对单阳极电子枪中电子纵速度比进行增大和减小的调控。

2、本发明中技术方案通过改变电子枪阴极的圆柱外缘或圆锥顶端的形状，从而提升电子枪产生电子注的性能，进而提升整支回旋管的效率和输出功率。

附图说明

图1是单阳极电子枪阴极结构未做变化时的枪体结构图。

图2是单阳极电子枪阴极结构中的阴极的圆柱外缘增设凸台结构的枪体3维图。

图3是单阳极电子枪阴极结构中的阴极的圆锥顶端增设凸台结构的枪体3维图。

图4是单阳极电子枪阴极截面图。

图5是单阳极电子枪阴极的圆柱外缘增设凸台后截面图。

图6是单阳极电子枪阴极的圆锥顶端增设凸台后截面图。

具体实施方式

实施例1

一种电子枪阴极结构，所述阴极结构包括圆柱、圆锥；所述圆柱一底面与圆锥底面重合且半径相等；所述圆柱外缘或圆锥顶端设有凸台结构。

进一步地，所述凸台结构的截面为矩形。

进一步地，所述矩形凸台结构的长和宽相等。

进一步地，所述矩形凸台结构的长和宽都为1mm。

实施例2

一种调控电子枪阴极结构实现调节速度比方法，所述方法包括对电子枪阴极结构的圆柱外缘或圆锥顶端进行形状改变，从而改变电子枪产生电子注的速度比。

进一步地，所述形状改变方式具体为，将电子枪阴极结构的圆柱外缘或圆锥顶端改变为凸台结构。

进一步地，其特征在于，所述凸台结构的截面为矩形。

进一步地，其特征在于，所述矩形凸台结构的长和宽相等。

进一步地，其特征在于，所述矩形凸台结构的长和宽都为1mm。

通过改变电子枪阴极结构的圆柱外缘或圆锥顶端的形状，从而在对电子注速度离散等参数造成较小影响的情况下，实现对电子枪中电子纵速度比进行增大和减小的调控。

实施例3

如图1所示，该速度比可调的单阳极电子枪结构由阴极、阳极与阴阳极间的空腔组成。一般，单阳极枪体的总长度为295mm，枪体的外半径13mm。其阴极截面如图4所示。

在不改变图1的阳极结构与其他设计参数的基础上，对图1中的阴极结构中圆柱外缘，优选地增设长度1mm左右的凸台，得到如图2所示的结构。此时由电子枪阴极发射带所发射出的电子注在速度离散无明显改变的情况下，横纵速度比参数将减小。

单阳极电子枪阴极结构的圆柱外缘增设凸台后截面如图5所示。

实施例4

对图1中的阴极结构中阴极顶部，优选地增设长度1mm左右的凸台，得到如图3所示的结构。此时由电子枪阴极发射带所发射出的电子注的在速度离散无明显改变的情况下，横纵速度比参数将增大。

单阳极电子枪阴极的圆锥顶端增设凸台后截面如图6所示。

从而通过对单阳极电子枪的阴极结构中阴极的圆柱外缘或圆锥顶端分别增设凸台，在对电子注的速度离散参数影响较小的情况下，使电子注的横纵速度比在一定范围内实现增大和减小的可控性。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

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。