具有减小电场畸变功能的容性探针装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种具有减小电场畸变功能的容性探针装置。该容性探针装置包括：真空腔体结构，呈筒状；绝缘陶瓷筒，固定于真空腔体结构的内侧；电子注感应环，呈环状，由金属导电材料制备，固定于绝缘陶瓷筒内侧的中部；电场改善环，呈环状，由金属导电材料制备，固定于绝缘陶瓷筒内侧的上部和下部，该电场改善环与电子注感应环绝缘，与真空腔体结构等电位；以及引线转接组件，用于将由电子注感应环的感应信号引出真空腔体结构外。本发明专利技术容性探针装置在电子注感应环的两侧增加了与其绝缘的金属材料的电场改善环，从而大大减少了电子注感应环两侧边缘电场畸变，使电场更均匀。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种具有减小电场畸变功能的容性探针装置。该容性探针装置包括：真空腔体结构，呈筒状；绝缘陶瓷筒，固定于真空腔体结构的内侧；电子注感应环，呈环状，由金属导电材料制备，固定于绝缘陶瓷筒内侧的中部；电场改善环，呈环状，由金属导电材料制备，固定于绝缘陶瓷筒内侧的上部和下部，该电场改善环与电子注感应环绝缘，与真空腔体结构等电位；以及引线转接组件，用于将由电子注感应环的感应信号引出真空腔体结构外。本专利技术容性探针装置在电子注感应环的两侧增加了与其绝缘的金属材料的电场改善环，从而大大减少了电子注感应环两侧边缘电场畸变，使电场更均匀。【专利说明】具有减小电场畸变功能的容性探针装置
本专利技术涉及真空电子学
，测量电子注速度系统的容性探针结构，尤其涉及一种具有减小电场畸变功能的容性探针装置。
技术介绍
电真空器件是一类在真空或气体介质中，利用电子注与高频电磁场相互作用而实现微波功率放大与转换功能的有源电子器件。如今，电真空器件在雷达、电子对抗、制导和卫星通信等领域得到了广泛的应用。随着电真空器件技术的发展，各种各样的电子注测量系统应运而生。图1为现有技术容性探针装置及相关部件的结构示意图。如图1所示，容性探针的前端通过法兰盘200与待测设备，如电子枪、速调管、回旋管等，相连接，其后端通过绝缘陶瓷300和连接管400与平面盲板法兰500连接。该容性探针100包括:真空腔体结构110，其同时作为外电极；电子注感应环130，其作为内电极。其中，该真空腔体结构110和电子注感应环130之间具有绝缘陶瓷筒120，两者构成了电容，电子注感应环130通过导线151连接至真空腔体结构110外侧。利用容性探针测量电子注的感应电压V(t)，并在平面盲板法兰500上测量电子注电流I (t)，进而就可以由下式计算得到电子注的平均轴向速度V (t):v(t) = k.I (t)/V(t)(I)其中，该感应电压V(t)为电子注通过真空腔体而在容性探针内电极感应得到的；k是由容性探针的结构及测量电路决定的一个常系数。然而，在实现本专利技术的过程中， 申请人:发现现有技术容性探针装置存在如下技术缺陷:(1)由于电子注感应环及绝缘陶瓷具有一定厚度，因此在感应环前后边缘处就有较大的非径向电场，这就增加了电子注感应环上测量的电压波形的畸变，使探测结果以及后续计算都带来较大的误差；(2)由于电子注感应环的引线是从后侧边缘单独引出的，这加剧了电场畸变，同时引线容易受到杂散电子的轰击，降低了探针探测的准确性；(3)位于真空腔体上的真空绝缘馈电头是普通陶瓷电极，其外引线接头是裸露在空间的，容易受到空间各种电磁波的干扰，甚至使信号淹没。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述技术问题，本专利技术提供了一种具有减小电场畸变功能的容性探针装置，以减小电子注感应环的感应电场畸变，提高电子注轴向速度的测量精度。(二)技术方案本专利技术具有减小电场畸变功能的容性探针装置包括:真空腔体结构110，呈筒状；绝缘陶瓷筒120，固定于真空腔体结构110的内侧；电子注感应环130，呈环状，由金属导电材料制备，固定于绝缘陶瓷筒120内侧的中部；至少一电场改善环，呈环状，由金属导电材料制备，固定于绝缘陶瓷筒200内侧的上部或下部，该电场改善环与电子注感应环300绝缘，与真空腔体结构110等电位；以及引线转接组件150，用于将由电子注感应环130的感应信号引出真空腔体结构110外。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术具有减小电场畸变功能的容性探针装置具有以下有益效果:(I)在电子注感应环的两侧增加了与其绝缘的金属材料的电场改善环，从而大大减少了电子注感应环两侧边缘电场畸变，使电场更均匀；(2)真空绝缘馈电头从真空腔体外壁和绝缘陶瓷筒中穿过，并钎焊在电子注感应环外侧中部，从而不会影响到电子感应环的电场分布，同时避免了引线受到真空腔体内杂散电子的轰击；(3)在探针引线转接组件中，真空绝缘馈电头的外围具有外电磁屏蔽罩，同时，真空绝缘馈电头外接同轴屏蔽插头，使探针转接组件有良好的抗空间电磁波干扰能力，保证探针探测的感应电压的准确性及传输过程良好抗干扰性，使测量精度大大提高。【专利附图】【附图说明】图1为现有技术容性探针装置及相关部件的结构示意图；图2为根据本发 明实施例具有减小电场畸变功能的容性探针装置的结构示意图。【主要元件】100-容性探针装置；110-真空腔体结构； 120-绝缘陶瓷筒；130-电子注感应环； 141-前电场改善环；142-后电场改善环； 150-引线转接组件；151-真空绝缘馈电头；152-外电磁屏蔽罩；153-同轴屏蔽插头；200-法兰盘；300-绝缘陶瓷；400-连接管；500-平面盲板法兰。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属
中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术的保护范围。本专利技术具有减小电场畸变功能的容性探针装置中，采取各种措施降低电子注感应环的电场畸变，目的在于保证电子注轴向速度测量的准确性。在本专利技术的一个示例性实施例中，提供了一种具有减小电场畸变功能的容性探针装置。图2为根据本专利技术实施例具有较小电场畸变功能的容性探针装置的结构示意图。请参照图2，该容性探针装置100包括:真空腔体结构110，呈筒状，其同时作为外电极；绝缘陶瓷筒120，固定于真空腔体结构110的内侧；电子注感应环130，呈环状，由金属导电材料制备，固定于绝缘陶瓷筒120内侧的中部；前电场改善环141和后电场改善环142，呈环状，由金属导电材料制备，固定于绝缘陶瓷筒200内侧的上部和下部，且两者与电子注感应环300绝缘，两者电性连接至真空腔体结构110，并与其等电位；引线转接组件150，用于将由电子注感应环的感应信号引出真空腔体结构110之外。以下对本实施例具有减小电场畸变功能的容性探针装置的各个组成部分进行详细说明。请参照图2，真空腔体结构110的前端通过法兰盘200连接至待测设备，如电子枪、速调管、回旋管等，其后端通过绝缘陶瓷300和连接管400连接于平面盲板法兰500。其中，该真空腔体结构Iio接地电位。真空腔体结构110、法兰盘200、连接管400和平面盲板法兰500均由无磁不锈钢材料制备。绝缘陶瓷300用真空密封性能良好的氧化铝陶瓷材料制备。在真空腔体结构110的内侧，钎焊固定绝缘陶瓷筒120。该绝缘陶瓷筒120的尺寸由真空腔体结构110的内径和电子注感应环130的外径所决定，其同样由真空密封性能良好的氧化铝陶瓷制成 。在该绝缘陶瓷筒120的内侧，加工有三个槽状结构，分别用于放置上述的前电场改善环141、电子注感应环130和后电场改善环142。需要说明的是，该绝缘陶瓷筒120可以是一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有减小电场畸变功能的容性探针装置，其特征在于，包括：真空腔体结构(110)，呈筒状；绝缘陶瓷筒(120)，固定于真空腔体结构110的内侧；电子注感应环(130)，呈环状，由金属导电材料制备，固定于所述绝缘陶瓷筒(120)内侧的中部；至少一电场改善环，呈环状，由金属导电材料制备，固定于所述绝缘陶瓷筒(200)内侧的上部或下部，该电场改善环与所述电子注感应环(130)绝缘，与所述真空腔体结构(110)等电位；以及引线转接组件(150)，用于将由所述电子注感应环(130)的感应信号引出所述真空腔体结构(110)外。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阮存军，李庆生，李崇山，姜波，李彦峰，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11