[发明专利]无箔二极管中抑制电子发射的阴极结构及高功率微波系统

权利要求书

1.一种无箔二极管中抑制电子发射的阴极结构，其特征在于：包括阴极底座(1)和同轴设置在阴极底座(1)上的阴极引杆(2)；

定义：阴极引杆(2)的中心轴为中轴线；

所述阴极底座(1)的外侧面由母线绕中轴线周向旋转一圈形成；

所述母线包括依次连接的第一圆弧段(101)、第一直线段(102)、第二直线段(103)、第三直线段(104)、第四直线段(105)、第二圆弧段(106)、第三圆弧段(107)、第五直线段(108)及第六直线段(109)；

所述第一圆弧段(101)的一端与阴极引杆(2)的底端边缘线相接，并向远离中轴线且远离阴极引杆(2)的方向延伸；所述第一直线段(102)沿轴向且远离阴极引杆(2)的方向延伸；所述第二直线段(103)沿径向且远离中轴线的方向延伸；所述第三直线段(104)沿轴向且靠近阴极引杆(2)的方向延伸；所述第四直线段(105)沿径向且靠近中轴线的方向延伸；所述第二圆弧段(106)向远离中轴线且靠近阴极引杆(2)的方向延伸；所述第三圆弧段(107)向远离中轴线且远离阴极引杆(2)的方向延伸；第五直线段(108)沿轴向且远离阴极引杆(2)的方向延伸；第六直线段(109)沿径向且靠近中轴线的方向延伸，第六直线段(109)的末端与中轴线相交；

所述第一直线段(102)、第二直线段(103)、第三直线段(104)及第四直线段(105)周向旋转形成的各个平面组成电子束收集环腔，所述电子束收集环腔具有朝向阴极引杆(2)的电子束入口，用于收集回流电子束(3)；所述第二直线段(103)周向旋转形成的平面为电子束收集面；

所述第一圆弧段(101)的半径为R₁，第二圆弧段(106)的半径为R₂，R₁和R₂满足：0.5R₃≤R₂≤0.7R₃，R₁＝R₀₂-R₀₁，其中，R₀₁为阴极引杆(2)的半径，R₀₂为第一直线段(102)到中轴线的距离，R₃为第三圆弧段(107)的半径。

2.根据权利要求1所述的无箔二极管中抑制电子发射的阴极结构，其特征在于：

所述第二直线段(103)的长度的L₂，第三直线段(104)的长度为L₃，L₂和L₃的长度满足：R₂＜L₃≤3R₃，L₂＝L₆-R₃-R₀₂，其中，L₆为第六直线段(109)的长度。

3.根据权利要求2所述的无箔二极管中抑制电子发射的阴极结构，其特征在于：

所述第一直线段(102)到中轴线的距离R₀₂满足：R₀₁＜R₀₂≤2R₀₁；

其中，阴极引杆(2)的半径R₀₁大小满足使阴极引杆(2)表面的径向电场低于300kV/cm。

4.根据权利要求1-3任一所述的无箔二极管中抑制电子发射的阴极结构，其特征在于：

所述第六直线段(109)的长度L₆和第三圆弧段(107)的半径R₃的大小满足使阴极底座(1)的表面电场低于200kV/cm。

5.根据权利要求4所述的无箔二极管中抑制电子发射的阴极结构，其特征在于：

所述第三圆弧段(107)的半径R₃满足30mm≤R₃≤40mm。

6.一种高功率微波系统，其特征在于：包括权利要求1-5任一所述的无箔二极管中抑制电子发射的阴极结构。