一种抑制高阶模电磁场的热阴极微波电子枪_CN209312710U
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枪 ( 57 )摘要
本实 用新型涉 及一 种抑 制高阶 模电 磁 场的 热阴极微波电 子枪 ，包括连接在一起的 半腔 、整 腔和耦合边腔 ；所述半腔上设有阴极 ，其顶部设 有半腔耦合孔，其底部设有与所述半腔耦合孔相 对应的半腔耦合对称孔；所述整腔的上分别设有 耦合孔 、连有波导的 波导孔 ，与该波导孔 相对应 的所述整腔上设有波导对称孔；所述整腔和所述 半腔的中部设有电子束通道，该电子束通道的末 端设有电 子束出口 ；所述半腔和所述整腔的顶部 分别通过所述半腔耦合孔、所述耦合孔与所述耦 合边腔相连 ，其特征在于 ：所述整腔底部设有与 所述耦合孔相对应的整腔耦合对称孔。本实用新 型通过在谐振腔内对称开孔的方式 ，减小了二阶 模与四阶模对束流品质的影响，提高了电子束束 流品质。
具体实施方式 [0020] 如图1~3所示，一种抑制高阶模电磁场的热阴极微波电子枪，包括连接在一起的半 腔1、整腔2和耦合边腔3。半腔1上设有阴极，其顶部设有半腔耦合孔4，其底部设有与半腔耦 合孔4 相对应的 半腔耦合对称孔5 ；整腔2的 上分 别设有耦合孔6、连有波导7的 波导孔 ，与该 波导孔 相对应的 整腔2上设有波导对称孔8 ；整腔2和半腔1的中部设有电 子束通道 ，该电 子 束通道的末端设有电子束出口9；半腔1和整腔2的顶部分别通过半腔耦合孔4、耦合孔6与耦 合边腔3相连；整腔2底部设有与耦合孔6相对应的整腔耦合对称孔10。 [0021] 由于实际运行时电子枪的状态与加工组装时有差别，因此在设计电子枪时需要考 虑对设计目标（主要是频率）进行调整，如表1所示。在设计和加工过程中电子枪的目标频率 设定为2855 .6MHz。 [0022] 表 1电子枪在不同状态下的频率值
(74)专利代理机构 兰州中科华西专利代理有限 公司 62002
代理人 李艳华
(51)Int .Cl . H01J 37/075(2006 .01)
(10)授权公告号 CN 209312710 U (45)授权公告日 2019.08.27
( 54 )实用新型名称 一 种抑 制高阶 模电 磁 场的 热阴极微波电 子
实用新型内容 [0004] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种提高电子束束流品质的抑制高阶模 电磁场的热阴极微波电子枪。 [0005] 为解决上述问题，本实用新型所述的一种抑制高阶模电磁场的热阴极微波电子 枪 ，包括连接在一起的半腔、整腔和耦合边腔 ；所述半腔上设有阴极 ，其顶部设有半腔耦合 孔 ，其底部设有与所述半腔耦合孔 相对应的 半腔耦合对称孔 ；所述整腔的 上分 别设有耦合 孔、连有波导的波导孔，与该波导孔相对应的所述整腔上设有波导对称孔；所述整腔和所述 半腔的中部设有电 子束通道 ，该电 子束通道的 末端设有电 子束出口 ；所述半腔和所述整腔 的顶部分别通过所述半腔耦合孔、所述耦合孔与所述耦合边腔相连，其特征在于：所述整腔 底部设有与所述耦合孔相对应的整腔耦合对称孔。 [0006] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点： [0007] 本实用新型在现有APS型热阴极微波电子枪设计方案基础上采用腔内耦合孔对称 处开孔的改进方式设计了新型热阴极微波电子枪，该类型微波电子枪通过在谐振腔内对称 开孔的方式 ，减小了二阶模与四阶模对束流品 质的影响 ，提高了电 子束束流品 质，是一种对 经典APS型微波电子枪的重大改进。
附图说明 [0008] 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。 [0009] 图1为本实用新型的结构示意图。 [0010] 图2为本实用新型的截面图。 [0011] 图3为本实用新型的侧视图。
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CN 209312710 U
说 明 书
2/4 页
[0012] 图4为本实用新型电子枪微波特性。 [0013] 图5为本实用新型对应π/2模的电场。 [0014] 图6为本实用新型对应π/2模的磁场。 [0015] 图7为本实用新型轴线上电场分布。 [0016] 图8为本实用新型多级场分量强度测试位置。 [0017] 图9为本实用新型各位置归一化 分量。 [0018] 图10为本实用新型电子枪出口束流特性（A）能量分布（B、C、D）相空间分布。 [0019] 图中：1—半腔；2—整腔；3—耦合边腔；4—半腔耦合孔；5—半腔耦合对称孔；6— 耦合孔 ；7—波导 ；8—波导对称孔 ；9—电 子束出口 ；10—整腔耦合对称孔。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )实 用新型专利பைடு நூலகம்
(21)申请号 201920082683 .8
(22)申请日 2019 .01 .18
(73)专利权人 中国科学院近代物理研究所 地址 730000 甘肃省兰州市城关区南昌路 509号
(72)发明人 宗阳 曹树春 申晓康 赵全堂 张子民
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CN 209312710 U
说 明 书
1/4 页
一种抑制高阶模电磁场的热阴极微波电子枪
技术领域 [0001] 本实用新型涉及热阴极微波电子枪技术领域，尤其涉及一种抑制高阶模电磁场的 热阴极微波电子枪。
背景技术 [0002] 热阴极微波电子枪为一种大电荷量短脉冲的电子束产生装置，已经被大多数国家 所重视 ，并 在各主要科学研究国 家产生了可观的 科研价值 和社会效益 ，它广泛应 用于高能 电 子 加速器建造、中 低能电 子束束流产生等科学研究当中。国 外 用于电 子束产生的 热阴极 微波电 子枪主要是采 用了APS型经典结构 ，因为该结构具有束流强度大、电 荷量高 、阴极寿 命长、易维 护、安全性好等诸多优点 ，因此各 种类型的 试验 用高能电 子 加速器已 采 用APS型 热阴极微波电子枪作为电子源产生的主要装备之一。 [0003] 虽然APS型热阴极微波电子枪采用热阴极产生电子束团并通过微波场将电子束引 出 ，在电 子束宏脉冲电 荷量以 及脉冲宽度等方面占 有一定优势 ，但是由 于其结构和微波电 场耦合的原因，二阶模及四阶模电磁场对束流品质会产生较大影响。
权利要求书1页 说明书4页 附图10页
CN 209312710 U
CN 209312710 U
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .一种抑制高阶模电磁场的热阴极微波电子枪，包括连接在一起的半腔（1）、整腔（2） 和耦合边腔（3）；所述半腔（1）上设有阴极 ，其顶部设有半腔耦合孔（4），其底部设有与所述 半腔耦合孔（4）相对应的半腔耦合对称孔（5）；所述整腔（2）的上分别设有耦合孔（6）、连有 波导（7）的波导孔，与该波导孔相对应的所述整腔（2）上设有波导对称孔（8）；所述整腔（2） 和所述半腔（1）的中部设有电子束通道，该电子束通道的末端设有电子束出口（9）；所述半 腔（1）和所述整腔（2）的顶部分别通过所述半腔耦合孔（4）、所述耦合孔（6）与所述耦合边腔 （3）相连 ，其特征 在于 ：所述整腔（2）底部设有与所述耦合孔（6）相对应的 整腔耦合对称孔 （10）。
本实 用新型涉 及一 种抑 制高阶 模电 磁 场的 热阴极微波电 子枪 ，包括连接在一起的 半腔 、整 腔和耦合边腔 ；所述半腔上设有阴极 ，其顶部设 有半腔耦合孔，其底部设有与所述半腔耦合孔相 对应的半腔耦合对称孔；所述整腔的上分别设有 耦合孔 、连有波导的 波导孔 ，与该波导孔 相对应 的所述整腔上设有波导对称孔；所述整腔和所述 半腔的中部设有电子束通道，该电子束通道的末 端设有电 子束出口 ；所述半腔和所述整腔的顶部 分别通过所述半腔耦合孔、所述耦合孔与所述耦 合边腔相连 ，其特征在于 ：所述整腔底部设有与 所述耦合孔相对应的整腔耦合对称孔。本实用新 型通过在谐振腔内对称开孔的方式 ，减小了二阶 模与四阶模对束流品质的影响，提高了电子束束 流品质。
具体实施方式 [0020] 如图1~3所示，一种抑制高阶模电磁场的热阴极微波电子枪，包括连接在一起的半 腔1、整腔2和耦合边腔3。半腔1上设有阴极，其顶部设有半腔耦合孔4，其底部设有与半腔耦 合孔4 相对应的 半腔耦合对称孔5 ；整腔2的 上分 别设有耦合孔6、连有波导7的 波导孔 ，与该 波导孔 相对应的 整腔2上设有波导对称孔8 ；整腔2和半腔1的中部设有电 子束通道 ，该电 子 束通道的末端设有电子束出口9；半腔1和整腔2的顶部分别通过半腔耦合孔4、耦合孔6与耦 合边腔3相连；整腔2底部设有与耦合孔6相对应的整腔耦合对称孔10。 [0021] 由于实际运行时电子枪的状态与加工组装时有差别，因此在设计电子枪时需要考 虑对设计目标（主要是频率）进行调整，如表1所示。在设计和加工过程中电子枪的目标频率 设定为2855 .6MHz。 [0022] 表 1电子枪在不同状态下的频率值
(74)专利代理机构 兰州中科华西专利代理有限 公司 62002
代理人 李艳华
(51)Int .Cl . H01J 37/075(2006 .01)
(10)授权公告号 CN 209312710 U (45)授权公告日 2019.08.27
( 54 )实用新型名称 一 种抑 制高阶 模电 磁 场的 热阴极微波电 子
实用新型内容 [0004] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种提高电子束束流品质的抑制高阶模 电磁场的热阴极微波电子枪。 [0005] 为解决上述问题，本实用新型所述的一种抑制高阶模电磁场的热阴极微波电子 枪 ，包括连接在一起的半腔、整腔和耦合边腔 ；所述半腔上设有阴极 ，其顶部设有半腔耦合 孔 ，其底部设有与所述半腔耦合孔 相对应的 半腔耦合对称孔 ；所述整腔的 上分 别设有耦合 孔、连有波导的波导孔，与该波导孔相对应的所述整腔上设有波导对称孔；所述整腔和所述 半腔的中部设有电 子束通道 ，该电 子束通道的 末端设有电 子束出口 ；所述半腔和所述整腔 的顶部分别通过所述半腔耦合孔、所述耦合孔与所述耦合边腔相连，其特征在于：所述整腔 底部设有与所述耦合孔相对应的整腔耦合对称孔。 [0006] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点： [0007] 本实用新型在现有APS型热阴极微波电子枪设计方案基础上采用腔内耦合孔对称 处开孔的改进方式设计了新型热阴极微波电子枪，该类型微波电子枪通过在谐振腔内对称 开孔的方式 ，减小了二阶模与四阶模对束流品 质的影响 ，提高了电 子束束流品 质，是一种对 经典APS型微波电子枪的重大改进。
附图说明 [0008] 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。 [0009] 图1为本实用新型的结构示意图。 [0010] 图2为本实用新型的截面图。 [0011] 图3为本实用新型的侧视图。
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[0012] 图4为本实用新型电子枪微波特性。 [0013] 图5为本实用新型对应π/2模的电场。 [0014] 图6为本实用新型对应π/2模的磁场。 [0015] 图7为本实用新型轴线上电场分布。 [0016] 图8为本实用新型多级场分量强度测试位置。 [0017] 图9为本实用新型各位置归一化 分量。 [0018] 图10为本实用新型电子枪出口束流特性（A）能量分布（B、C、D）相空间分布。 [0019] 图中：1—半腔；2—整腔；3—耦合边腔；4—半腔耦合孔；5—半腔耦合对称孔；6— 耦合孔 ；7—波导 ；8—波导对称孔 ；9—电 子束出口 ；10—整腔耦合对称孔。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )实 用新型专利பைடு நூலகம்
(21)申请号 201920082683 .8
(22)申请日 2019 .01 .18
(73)专利权人 中国科学院近代物理研究所 地址 730000 甘肃省兰州市城关区南昌路 509号
(72)发明人 宗阳 曹树春 申晓康 赵全堂 张子民
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一种抑制高阶模电磁场的热阴极微波电子枪
技术领域 [0001] 本实用新型涉及热阴极微波电子枪技术领域，尤其涉及一种抑制高阶模电磁场的 热阴极微波电子枪。
背景技术 [0002] 热阴极微波电子枪为一种大电荷量短脉冲的电子束产生装置，已经被大多数国家 所重视 ，并 在各主要科学研究国 家产生了可观的 科研价值 和社会效益 ，它广泛应 用于高能 电 子 加速器建造、中 低能电 子束束流产生等科学研究当中。国 外 用于电 子束产生的 热阴极 微波电 子枪主要是采 用了APS型经典结构 ，因为该结构具有束流强度大、电 荷量高 、阴极寿 命长、易维 护、安全性好等诸多优点 ，因此各 种类型的 试验 用高能电 子 加速器已 采 用APS型 热阴极微波电子枪作为电子源产生的主要装备之一。 [0003] 虽然APS型热阴极微波电子枪采用热阴极产生电子束团并通过微波场将电子束引 出 ，在电 子束宏脉冲电 荷量以 及脉冲宽度等方面占 有一定优势 ，但是由 于其结构和微波电 场耦合的原因，二阶模及四阶模电磁场对束流品质会产生较大影响。
权利要求书1页 说明书4页 附图10页
CN 209312710 U
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1 .一种抑制高阶模电磁场的热阴极微波电子枪，包括连接在一起的半腔（1）、整腔（2） 和耦合边腔（3）；所述半腔（1）上设有阴极 ，其顶部设有半腔耦合孔（4），其底部设有与所述 半腔耦合孔（4）相对应的半腔耦合对称孔（5）；所述整腔（2）的上分别设有耦合孔（6）、连有 波导（7）的波导孔，与该波导孔相对应的所述整腔（2）上设有波导对称孔（8）；所述整腔（2） 和所述半腔（1）的中部设有电子束通道，该电子束通道的末端设有电子束出口（9）；所述半 腔（1）和所述整腔（2）的顶部分别通过所述半腔耦合孔（4）、所述耦合孔（6）与所述耦合边腔 （3）相连 ，其特征 在于 ：所述整腔（2）底部设有与所述耦合孔（6）相对应的 整腔耦合对称孔 （10）。