[发明专利]一种同轴磁控管的微波频率微调装置及同轴磁控管

说明书

技术领域

本发明涉及真空电子器件技术领域。更具体地，涉及一种同轴磁控管的微波频率微调装置及同轴磁控管。

背景技术

磁控管是一种真空电子振荡器，其用于把电源中的电能转化为微波能。磁控管具有功率大，体积小，成本低的特点，因此，常用作医疗直线加速器中的微波源。

目前，国内医疗直线加速器主要集中在S波段(2856MHz)，输出脉冲功率约2.6兆瓦。为了满足医疗仪器小型化和精准治疗的需求，医疗直线加速器的发展方向是C波段(5700MHz)和X波段(9300MHz)，而且要求微波频率在很小的范围内(20MHz以内)可以调节。可应用于S波段直线加速器的非同轴磁控管由于高频工作时损耗大，效率低，已经不能适用于C波段直线加速器，因此C波段直线加速器通常采用同轴磁控管。

现有的同轴磁控管包括阴极、形成于阴极外部的内腔及形成于内腔外部的外腔，通常还设有调频装置。现有的调频装置主要采用传动杆配合金属活塞的方式实现，通过传动杆带动置于外腔中的金属活塞上下移动来调节同轴磁控管的微波频率。但是金属活塞的微小位移会造成同轴磁控管的频移步进过大，例如，C波段同轴磁控管中金属活塞向下移动0.1mm会造成同轴磁控管的微波频率升高约30MHz。然而，C波段直线加速器对C波段同轴磁控管频移精度的要求是小于20MHz，现有的调频装置不能满足C波段直线加速器对C波段同轴磁控管的要求。

因此，需要提供一种可精确实现对同轴磁控管，尤其是对C波段同轴磁控管的微波频率进行微调的同轴磁控管的微波频率微调装置及同轴磁控管。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可精确实现对同轴磁控管，尤其是对C波段同轴磁控管的微波频率进行微调的同轴磁控管的微波频率微调装置及同轴磁控管。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面提供一种同轴磁控管的微波频率微调装置，包括支撑件及与同轴磁控管的内腔同轴设置的传动杆、金属塑性件、传动盘和调频环，所述支撑件结合固定于同轴磁控管的外壳，所述金属塑性件的两端分别结合固定于所述支撑件和所述传动盘，所述传动杆的底面结合固定于所述传动盘的顶面，所述调频环的顶面结合固定有多个周向均布的连接杆，所述连接杆的顶面结合固定于所述传动盘的底面；所述调频环位于同轴磁控管的外腔中，通过在所述传动杆的带动下沿内腔轴向的位移实现对同轴磁控管微波频率的微调。

在进行同轴磁控管微波频率的微调时，沿内腔轴向向传动杆施力使其带动调频环沿内腔轴向运动，当停止施力时由于金属塑性件的塑性使得调频环在外腔中的位置固定。这样，可通过向传动杆施力带动调频环沿内腔轴向实现位移，调频环在外腔中的位置越接近外腔的下部同轴磁控管的微波频率就越高，调频环在外腔中的位置越接近外腔的上部同轴磁控管的微波频率就越低。通过本发明第一方面提供的同轴磁控管的微波频率微调装置的精密加工和装配，可实现调频环沿内腔轴向的位移值与同轴磁控管微波频率的改变值呈线性关系，调频环每向下移动0.1mm，同轴磁控管微波频率上升约为2MHz，可达到C波段直线加速器对C波段同轴磁控管频移精度要求的十倍。

优选地，所述金属塑性件为金属波纹管，所述传动杆靠近所述传动盘的部分位于所述金属波纹管的管腔中。

优选地，所述调频环的厚度为6-10mm。此种结构带来的有益效果在于：由于磁控管的输出功率约为2MW-3MW，功率很高，因此调频环的厚度不能太薄会出现打火现象，因此调频环的厚度优选为6-10mm，最优选为8mm。

优选地，所述连接杆的个数为3个，3个连接杆即可保证调频环位移的稳定性。

优选地，所述传动杆、金属塑性件、传动盘和连接杆的材质均为不锈钢，所述调频环的材质为无氧铜。此种材质的选择带来的有益效果在于：调频环在外腔的高频电场中产生的热量可以依次通过连接杆、传动盘和传动杆散出，加强了散热性。

优选地，所述调频环位于同轴磁控管的外腔中顶部且靠近内腔的位置。此种结构带来的有益效果在于：同轴磁控管外腔中的高频电场主要是TE011模式，高频电场以内腔体为轴心呈圆环状分布，外腔中靠近内腔边界处的场强最小，因此调频环环位于同轴磁控管的外腔中顶部且靠近内腔的位置，可进一步精确地实现对同轴磁控管的微波频率的微调。

优选地，所述金属塑性件的两端分别焊接于所述支撑件和所述传动盘，所述传动杆的底面焊接于所述传动盘的顶面，所述调频环的顶面焊接有多个周向均布的连接杆，所述连接杆的顶面焊接于所述传动盘的底面。

优选地，所述支撑件焊接于同轴磁控管的外壳或与同轴磁控管的外壳一体成型。