[发明专利]一种相对论磁控管用永磁磁路系统

说明书

本发明涉及高功率微波技术领域，具体涉及一种相对论磁控管用永磁磁路系统。该磁路系统包括阳极筒(1)、外部磁路和内部磁路；所述外部磁路位于阳极筒(1)外，所述内部磁路位于阳极筒(1)内，所述外部磁路包括两个辐向取向永磁环(2)和连接所述两个辐向取向永磁环(2)的轭铁(3)，内部磁路包括两个聚磁极靴(4)。本发明设计的外部磁路和内部磁路结构，能有效减小漏磁场，提高相对论磁控管工作区轴向磁场的均匀性。本发明可以有效减轻磁路系统的整体重量。本发明的永磁磁路系统可以长时间稳定的为相对论磁控管提供均匀性较好的工作磁场，满足其工作时的高功率微波输出。

技术领域

本发明涉及高功率微波技术领域，具体涉及一种相对论磁控管用永磁磁路系统。

背景技术

高功率微波源器件的工作原理是利用电子束与微波腔体相互作用产生高功率微波输出，电子束的传输通过外加磁场进行约束和控制。它主要应用于高功率微波武器、高功率雷达、冲击雷达、超级干扰机等国防军工领域。

相对论磁控管(RM)是目前最有效的高功率微波源之一。由于它结构简单、牢固、工作可靠性高等优势，引起了广泛关注。目前研究的重点之一是提高相对论磁控管的总体能量效率，缩小系统的体积和重量以满足小型化的应用要求。

相对论磁控管目前常见的外加磁场一般是由电流励磁线圈提供。励磁线圈自身庞大的体积和工作时配套的电源系统和冷却系统，大大的增加了整个系统的体积和重量，而且需要消耗大量的能量，降低了高功率微波源的总体能量效率。

与电励磁系统相比，永磁系统拥有体积小、重量轻、不消耗能源和磁场稳定等优势，因此发展永磁系统是实现高功率微波源小型化、能量高效化的有效路径。在永磁系统中，磁路设计的合理性对工作区磁场的稳定输出具有重要意义。因此，为了实现高功率微波源的推广和使用，永磁系统磁路设计也必须朝着小型化发展。例如，中国发明专利No.201510419649.1公开了‘一种永磁包装相对论磁控管’，该磁控管的结构包括若干个环状的永磁铁，一部分永磁铁套在阳极外筒上，另一部分永磁铁套在阳极外筒内的阴极上。然而，该磁控管外部永磁磁铁产生的磁力线是通过空气传导的，这将造成较多的漏磁；内嵌永磁磁铁的圆环设计，并不能有效的聚拢磁场，这将产生较多的杂散磁场。为了达到工作区的磁场强度要求，必须增加永磁体的使用量，这将限制设备的小型化。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种改进的永磁磁路系统，可减小相对论磁控管的整体重量和体积，降低整体能耗，以满足小型化的需求。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

一种相对论磁控管用永磁磁路系统，包括阳极筒1、外部磁路和内部磁路；所述外部磁路位于阳极筒1外，内部磁路位于阳极筒1内，所述外部磁路包括两个辐向取向永磁环2和连接所述两个辐向取向永磁环2的轭铁3；内部磁路包括两个聚磁极靴4。

所述两个辐向取向永磁环2的磁化方向相反；所述轭铁3设于两个辐向取向永磁环2外部。

两个磁化方向相反的辐向取向永磁环2中，一个环沿径向是外N内S极，另一个环沿径向是外S内N极。

所述辐向取向永磁环2分别由多块烧结永磁体粘接而成，辐向取向永磁环2的内表面与聚磁极靴4的外表面相接。

所述聚磁极靴4设于阳极筒1内部；两个聚磁极靴4之间设有阴极管5。

所述阳极筒1、辐向取向永磁环2和轭铁3通过绝缘胶粘接固定。

所述两个聚磁极靴4均开有通孔，其中一个聚磁极靴4的通孔直径大于阴极管5的外径。

聚磁极靴4的形状为面向阴极管5呈收拢状。

所述聚磁极靴4的材料是软磁材料、或永磁材料和软磁材料的组合，所述永磁材料部分临近工作区6。