Способ изготовления высокочастотного пакета замедляющей системы

Авторы патента:

H01J25/00 - Приборы пролетного типа, например клистроны, лампы бегущей волны (ЛБВ), магнетроны (конструктивные элементы приборов пролетного типа H01J 23/00; ускорители элементарных частиц H05H)

Владельцы патента RU 2578212:

Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (АО "НПП "Алмаз") (RU)

Изобретение относится к технологии производства электровакуумных приборов, а именно к изготовлению высокочастотного пакета замедляющих систем спирального типа для ламп бегущей волны. В способе изготовления высокочастотного пакета замедляющей системы соединение между спиралью с металлическим покрытием и опорными керамическими стержнями происходит в твердой фазе и осуществляется за счет давления на спираль и керамические стержни, которое создается за счет разницы коэффициентов термического расширения колец оправки и стержней из нержавеющей стали при нагреве узла в вакууме, при этом температура нагрева должна быть ниже температуры плавления металлического покрытия спирали. Технический результат - повышение надежности соединения спирали с опорными стержнями без образования галтелей и их травления, что позволяет обеспечить эффективный теплоотвод от спирали за счет улучшения теплового контакта спираль - опорные стержни.1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии производства электровакуумных приборов, а именно к изготовлению высокочастотного пакета замедляющих систем (ЗС) спирального типа для ламп бегущей волны (ЛБВ).

Известен способ изготовления ЗС спирального типа RU 2066499, включающий размещение спирали с керамическими стержнями в баллоне и соединение спирали с керамическими стержнями, происходит за счет обжатия баллона по всем образующим для получения в сечении правильного шестиугольника, которое осуществляют одновременно. Недостатком данного способа является неравномерный тепловой контакт между спиралью и опорными стержнями.

Наиболее близким к предлагаемому способу изготовления замедляющих систем является RU 2340036, с целью увеличение теплоотвода от спирали, замедляющие системы изготавливают пайкой в вакууме. На спираль наносятся компоненты высокотемпературного припоя, затем слой металла подгруппы титана, после чего собранный узел нагревается до температуры растворения активного металла в припое, в результате происходит соединение спирали с опорными стержнями. Недостатком этого способа является образование галтелей припоя в результате взаимодействия расплавленного припоя с опорными стержнями и возникающая при этом необходимость удаления следов припоя с поверхности спирали преимущественно химическим травлением, что может отрицательно повлиять на параметры прибора.

Целью изобретения является увеличение теплоотвода от спирали за счет снижения теплового сопротивления в результате соединения опорных керамических стержней со спиралью без применения пайки.

Цель достигается тем, что в предложенном способе изготовления высокочастотного пакета замедляющей системы соединение между спиралью с металлическим покрытием и опорными керамическими стержнями происходит в твердой фазе и осуществляется за счет давления на спираль и керамические стержни, которое создается за счет разницы коэффициентов термического расширения колец оправки и стержней из нержавеющей стали при нагреве узла в вакууме, при этом температура нагрева должна быть ниже температуры плавления металлического покрытия спирали. Перед нагревом в вакууме и сдавливанием собирается узел: внутрь между стержнями оправки из нержавеющей стали, имеющими клиновидные выступы, на которых размещены кольца из молибдена, располагают через молибденовые вкладыши керамические опорные стержни, между которых помещена спираль из тугоплавкого материала с нанесенным металлическим покрытием.

Толщину металлического покрытия спирали можно выбрать в диапазоне 1,1-1,2 от величины деформации спирали, температура нагрева выбирается из диапазона 0,89-0,93 от температуры плавления покрытия спирали.

На фиг 1. представлена конструкция высокочастотного пакета замедляющей системы, закрепленного в оправке, изготовленного предложенным способом, общий вид предлагаемого высокочастотного пакета ЗС, закрепленного в оправке - а), и его поперечное сечения - б).

Производят сборку узла в оправку для обеспечения давления за счет разницы коэффициента термического расширения элементов оправки. Керамические опорные стержни 4 помещают во вкладыши 3, изготовленные из молибдена, и осуществляют сборку со спиралью 6 из тугоплавкого материала, на которую предварительно наносят металлическое покрытие 5 методом термического вакуумного напыления. На стержнях из нержавеющей стали 2, имеющих клиновидные выступы, установленных под углом 120є, размещают кольца из молибдена 1, внутрь между стержнями из нержавеющей стали помещают керамические стержни 4 (во вкладышах 3), собранные со спиралью 6. Собранный узел нагревают в вакуумной камере, при этом происходит сдавливание спирали 6 и опорных керамических стержней 4, затем при достижении температуры в диапазоне 0,89-0,93 от температуры плавления металлического покрытия спирали проводят выдержку, во время которой осуществляется взаимодействие металлического покрытия спирали 5 с керамическими опорными стержнями 4 в твердой фазе, то есть соединение спирали 6 и опорных керамических стержней 4 происходит без расплавления металлического покрытия спирали 5.

К примеру, если в качестве металлического покрытия спирали выбирается медь, а соединение осуществляется при температуре 950±10єС и время выдержки 10±2 мин, то давление в вакуумной камере создается 1*10^-3-3*10^-3 Па, которое позволяет осуществить надежное соединение спирали с опорными стержнями без образования галтелей и их последующего травления, тем самым позволяет обеспечить эффективный теплоотвод от спирали за счет улучшения теплового контакта спираль - опорные стержни.

Источники информации

1. Патент RU 2340036, дата приоритета 19.07.2007, Способ изготовления замедляющей системы лампы бегущей волны, авторы Москвичева А.В., Плохих Т.В.

2. Патент RU 2066499, дата приоритета 09.02.1993, Способ изготовления замедляющих систем спирального типа, авторы Зотов Ю.И, Горская А.А.

1. Способ изготовления высокочастотного пакета замедляющей системы, включающий сборку узла, состоящего из молибденовых колец, размещенных на стержнях оправки из нержавеющей стали, имеющих клиновидные выступы, внутри между ними через молибденовые вкладыши располагают керамические опорные стержни, между которых помещена спираль из тугоплавкого материала с нанесенным металлическим покрытием; и нагрев узла в вакууме, отличающийся тем, что соединение между спиралью с металлическим покрытием и опорными керамическими стержнями происходит в твердой фазе и осуществляется за счет давления на спираль и керамические стержни, которое создается за счет разницы коэффициентов термического расширения колец оправки и стержней из нержавеющей стали при нагреве узла в вакууме, при этом температура нагрева должна быть ниже температуры плавления металлического покрытия спирали.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что толщина металлического покрытия спирали выбирается в диапазоне 1,1-1,2 от величины деформации спирали, а температура нагрева выбирается из диапазона 0,89-0,93 от температуры плавления покрытия спирали.

Похожие патенты:

Электронный свч прибор // 2576391

Изобретение относится к области электронный СВЧ техники. Электронный СВЧ прибор большой мощности пролетного типа, использующий магнитную систему для формирования и транспортировки электронного пучка, содержит вакуумный корпус, выполненный из материала с низкой электропроводностью.

Соединительный модуль // 2573604

Изобретение относится к области электротехники, а конкретно к способу электропитания многолучевых клистронов горизонтального исполнения. Соединительный модуль содержит разделительный трансформатор коаксиального типа с незамкнутым магнитопроводом, на первичную обмотку (1) которого снаружи и со стороны крепления ее к корпусу СМ (3) установлены медные магнитные экраны (10), вторичную обмотку (2), закрепленную на высоковольтный разъем (4), который в свою очередь установлен на заднюю стенку корпуса СМ, трансформатор тока (5), высоковольтный делитель напряжения (7), верхнее плечо которого выполнено в виде конструктивной емкости, водяную систему охлаждения (6), расположенную в расширительном объеме корпуса СМ, блок датчиков контроля (8) и узел наполнения и слива масла (9).

Электровакуумный прибор свч // 2573597

Изобретение относится к электронной технике, а именно к электровакуумным приборам клистронного типа, содержащим один двухзазорный резонатор, и предназначено для генерации большой мощности СВЧ.

Способ получения микроволновых импульсов с непрерывным спектром излучения // 2572844

Изобретение относится к области плазменной релятивистской СВЧ-электроники и может найти применение при создании источников широкополосного электромагнитного СВЧ-излучения, используемого в импульсной СВЧ-энергетике, радиофизических исследованиях, экспериментальной физике, в технологических процессах обработки материалов.

Магнетрон // 2572347

Изобретение относится к магнетронам. Катод магнетрона, содержащего радиальное удлинение для размещения клемм 6, 7 катода, опирается на значительно более короткие опорные держатели 3, 4, поскольку данные держатели закреплены в концевой стенке 18 радиального удлинения, которая расположена ближе к катодному концу радиального удлинения, чем к другому концу.

Генератор электромагнитных импульсов // 2572104

Изобретение относится к технике генерации электромагнитных импульсов (ЭМИ) и может быть использовано в импульсной радиолокации и при испытаниях радиоэлектронной аппаратуры на воздействие импульсных полей.

Генератор электромагнитных импульсов // 2570196

Способ управления параметрами излучения фазированной антенной решетки на основе сверхвысокочастотного генератора клистронного типа // 2570172

Изобретение относится к сверхвысокочастотной (СВЧ) технике, может быть использовано при разработке мощных источников СВЧ излучения с высоким электронным КПД для целей радиолокации, навигации и передачи информации.

Сверхмощный свч прибор клистронного типа // 2562798

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к электровакуумным СВЧ-приборам, предназначенным для получения сверхбольших импульсных и средних мощностей.

Система импульсно-периодической зарядки // 2560716

Система импульсно-периодической зарядки (СИЗ) относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использована при разработке мощных импульсно-периодических ускорителей электронов и СВЧ-генераторов на их основе.

Магнетрон с прессованным оксидно-никелевым катодом // 2579006

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в электровакуумных приборах, в частности в магнетронах непрерывного или импульсного действия, работающих в широком диапазоне длин волн. Технический результат - повышение стабильности и воспроизводимости электрических параметров магнетрона за счет использования в нем прессованного оксидно-никелевого катода, обладающего высокой равномерностью плотности тока эмиссии и устойчивостью к деградирующему воздействию ионной и электронной бомбардировок. В магнетроне, содержащем анод и концентрически размещенный внутри него оксидно-никелевый катод, изготовленный путем совместного прессования смеси порошков никеля и эмиссионно-активного вещества, спекания прессовки в среде осушенного водорода при температуре 1000÷1200°С в течение 15-30 мин, в качестве эмиссионно-активного вещества используются агломераты никеля со слоем тройного карбоната, представляющие собой частицы никелевого порошка, равномерно покрытые слоем тройного карбоната бария-кальция-стронция толщиной до 20 мкм. Составляющие исходную рабочую смесь для прессования катода порошки никеля и указанных агломератов никеля со слоем тройного карбоната имеют одинаковый гранулометрический состав. Эмиссионные, тепловые и механические свойства катода могут управляться варьированием зернового состава формообразующего металла и эмиссионно-активного вещества, а также регулированием концентрации этих компонентов в рабочей смеси. Существенно снижена трудоемкость изготовления катода, исключены операции, связанные с применением токсичных, химически активных и взрывоопасных соединений. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Сверхвысокочастотное электровакуумное устройство для генерирования электрических импульсов напряжения // 2604833

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к электровакуумным приборам СВЧ, и может быть использовано, например, в радиолокации, радиопротиводействии и в других областях техники. Технический результат - получение простого в эксплуатации сверхвысокочастотного электровакуумного устройства для генерирования сверхкоротких электрических импульсов напряжения со сверхвысокой частотой повторения с эффективной системой теплоотвода, обладающего более высокой средней выходной мощностью. Выходной коаксиальный резонатор сверхвысокочастотного электровакуумного устройства выполнен четвертьволновым, его внешний и внутренний проводники соединены между собой посредством внутреннего торцевого выступа во внешнем проводнике выходного коаксиального резонатора и внешнего замкнутого кольцевого выступа, выполненного на боковой стенке внутреннего проводника выходного коаксиального резонатора, коллектор электронов размещен таким образом, что первая его часть, расположенная со стороны высокочастотного зазора, находится в полости выходного коаксиального резонатора, а вторая часть расположена за коаксиальным резонатором, причем во второй части коллектора расположены штуцеры для подвода и отвода охлаждающей жидкости, коаксиальная линия вывода СВЧ-энергии расположена перпендикулярно оси выходного коаксиального резонатора вблизи внутреннего торцевого выступа его внешнего проводника, причем внешний проводник коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии соединен с внешним проводником выходного коаксиального резонатора, а внутренний проводник коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии соединен через отверстие во внешнем проводнике выходного коаксиального резонатора с внутренним проводником выходного коаксиального резонатора. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Усилитель мощных свч сигналов // 2608544

Изобретение относится к радиотехнике и электронике сверхвысоких частот и может быть использовано в установках ускорителей заряженных частиц, в СВЧ устройствах, а именно установках СВЧ нагрева, радиолокационных станциях, СВЧ фильтрации радиосигналов, для увеличения функциональных возможностей усилителей СВЧ сигнала с электронными потоками. Усилитель содержит электронную пушку в виде цилиндрического вакуумного диода со взрывоэмиссионным катодом, формирующую сплошной цилиндрический релятивистский электронный поток с током, на 5-20% меньшим второго критического и на 50-80% большим первого критического, анодную сетку, располагающуюся на границе пушки, два электромагнитно несвязанных резонатора, которые размещены за анодной сеткой, алюминиевую фольгу, расположенную в стенке второго резонатора, элемент ввода сигнала в виде коаксиального волновода с внутренним проводником, проникающим внутрь первого резонатора, и вывод мощности в виде волновода, подключенного ко второму резонатору. Технический результат - повышение эффективности усилителя мощных СВЧ сигналов без внешнего магнитного поля. 3 ил.

Способ генерации электромагнитного излучения свч диапазона // 2611574

Способ генерации электромагнитного излучения СВЧ диапазона относится к технике СВЧ и может быть использован при разработке генераторов мощных широкополосных электромагнитных импульсов в сантиметровом, миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн. На электроды фотодиода подают импульс напряжения, фотокатод наклонно облучают импульсным лазерным излучением, в результате чего с катода эмитируются электроны, которые ускоряются в вакуумированном межэлектродном промежутке, изменяют спектр электромагнитного излучения и снижают потери электронов, размещая экранирующий электрод вне разрядного промежутка. Технический результат - расширение спектра электромагнитного излучения. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

Электровакуумный прибор свч // 2612028

Изобретение относится к электронной технике, а именно к электровакуумным двухрезонаторным генераторам СВЧ клистронного типа с двухзазорным первым резонатором. Первый резонатор обеспечивает самовозбуждение генератора в режиме автогенерации на противофазном виде колебаний и достаточно эффективное группирование электронов. Основная особенность предлагаемого прибора заключается в том, что оба зазора первого резонатора имеют протяженное пространство взаимодействия (ППВ) электронов с СВЧ полем. Изобретение предназначено для генерации большой мощности СВЧ. Технический результат - увеличение КПД благодаря использованию ППВ и больших амплитуд СВЧ напряжений в пределах (1,1-1,3)U0 в первом резонаторе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Сверхширокополосный генератор электромагнитных импульсов // 2614986

Изобретение относится к технике генерации мощных сверхширокополосных (СШП) электромагнитных импульсов (ЭМИ) субнаносекундного диапазона длительностей и может быть использовано при разработке соответствующих генераторов для средств связи, радиолокации, навигации и радиоэлектронной борьбы. В генераторе в цепи питания между источником высоковольтного напряжения и высоковольтным фотодиодом установлен управляемый ключ, состоящий из импульсно-периодического источника света, фотокатода ключа и анода ключа, причем расстояние между фотокатодом ключа и анодом ключа исключает возможность электрического пробоя управляемого ключа при максимальном напряжении, приложенном к высоковольтному фотодиоду. Технический результат - повышение надежности работы за счет обеспечения работы СШП генератора ЭМИ с высокой частотой следования импульсов без катастрофического разрушения сетчатого анода при пробое высоковольтного фотодиода. 2 ил.

Усилитель-концентратор пучка электронов с электронной мембраной // 2619767

Изобретение относится к области плазменной техники и может быть использовано для выделения пучков электронов из плазмы рабочей среды, создания электрических генераторов на основе энергии электронных пучков, электрореактивных двигателей, электронно-лучевых и ионно-лучевых приборов. Усилитель-концентратор пучка электронов (УКЭ) содержит корпус (1) с внутренней осевой суживающейся полостью, имеющей форму усеченного конуса, на поверхность которой нанесена кремниевая решетка (2) с верхним алмазным слоем (3). В большем отверстии осевой полости установлена многослойная электронная мембрана, основой которой является динамически устойчивая высокотемпературная вольфрамовая пластина (4), имеющая сложную форму: внешняя высокотемпературная поверхность выполнена плоской, а внутренняя низкотемпературная поверхность имеет вогнутую полусферическую форму для фокусирования электронов в пучок. Пластина (4) изготовлена из сплава с пористостью до 85% и диаметром пор 10-3-10-4 мкм. На внешнюю высокотемпературную поверхность вольфрамовой пластины (4) нанесен слой из нанокомпозитного графена (5) с нанопорами (11), а на внутреннюю низкотемпературную - слой из оксида алюминия (7) с нанопорами (8). Корпус снабжен аксиальными анодами (12), (13), установленными со стороны входного и выходного отверстий и служащими для подачи ускоряющих потенциалов, обеспечивающих, соответственно, электрический вывод электронов из потока плазмы и управление энергией электронов и их концентрацией в пучке, входящем в УКЭ, и управление концентрацией, силой тока и энергией электронов пучка, выходящего из УКЭ. Технический результат - обеспечение температурной и динамической устойчивости, повышение эффективности и КПД преобразования энергии потока плазмы в электрическую мощность. 1 ил.

Оротрон // 2634304

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к конструкции источника высокочастотных электромагнитных колебаний коротковолновой части миллиметрового и субмиллиметрового диапазона волн. Технический результат - увеличение КПД открытого резонатора оротрона и, как следствие, увеличение КПД оротрона нагрузке. В оротроне, содержащем электронную пушку, коллектор, открытый резонатор, образованный двумя зеркалами, одно из которых выполнено плоским и закреплено неподвижно, а другое зеркало выполнено фокусирующим и установлено с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном плоскому зеркалу, периодическую структуру, расположенную на плоском зеркале и покрывающую всю его поверхность, вывод энергии электромагнитных колебаний, ввести дополнительно прямоугольную плоскопараллельную металлическую пластину, на одной из поверхностей которой выполнен продольный выступ в виде прямоугольного параллелепипеда с плоскостью симметрии, общей с пластиной, а его поверхность, параллельная поверхности пластины, выполнена полированной, и металлический швеллер, между полками которого расположен упомянутый выступ. Стенка выступа выполнена в виде периодической структуры, а полки имеют высоту, равную высоте выступа и плотно прилегают к его боковым поверхностям, а на концах переходят в плоские участки, параллельные стенке швеллера. Рассмотрены различные варианты выполнения оротрона как с однорядной периодической структурой, так и с двухрядной периодической структурой, как пример возможности использования в предложенной конструкции и многорядной периодической структуры. 3 н.п. ф-лы, 9 ил.

Полупрозрачная лампа бегущей волны // 2644419

Изобретение относится к области электронных приборов СВЧ, в частности к лампам бегущей волны. Лампа бегущей волны с вводом и выводом энергии, содержащими передающие линии волноводного типа, с пространством взаимодействия в виде замедляющей системы, содержащей спираль, опорные диэлектрические стержни и металлический экран, с локальным поглотителем, выполненным на основе резистивной пленки, размещенной на опорных диэлектрических стержнях. Резистивная пленка поглотителя наносится так, что отсутствует на поверхности диэлектрических стержней, касающейся спирали, и на части поверхности боковых сторон и присутствует на оставшейся части боковых сторон диэлектрических стержней. Таким способом достигается то, что затухание, вносимое поглотителем на нижних частотах, больше, чем на верхних частотах. Перепад затухания определяется, прежде всего, зазором между резистивной пленкой и спиралью. Подобрав величину зазора, можно добиться того, что уменьшение КПД за счет введения поглотителя будет минимальным, а вносимое затухание - достаточным для обеспечения устойчивости к самовозбуждению. Оптимальный зазор составляет от 0,3 до 0,6 высоты диэлектрического стержня для разных конструкций ЛБВ. Технический результат - улучшение выходных характеристик ЛБВ при обеспечении устойчивости к самовозбуждению, в том числе на частоте отсечки волноводов.1 з.п. ф-лы, 7 ил.