电子枪、真空电子器件、射频模组及通信设备的制作方法

本技术实施例涉及通信领域，特别涉及一种电子枪、真空电子器件、射频模组及通信设备。

背景技术：

1、行波管、速调管、返波管等真空电子器件可以用于对射频信号进行处理，常应用于通信领域。

2、电子枪是行波管、速调管、返波管等真空电子器件的重要组成，用于产生电子、并使电子形成电子注，电子注可以用于与射频信号进行相互作用，以提高射频信号的增益。在相关技术中，为在较短的作用路径上满足射频信号的增益需求，电子枪发射的电流的电流密度常常较大，较大的电流密度不利于对电流进行聚束。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种电子枪、真空电子器件、射频模组及通信设备，可使电子枪发射的电流能够满足射频信号的增益需求的同时，使电子枪发射的电流的电流密度较低。

2、本技术实施例第一方面提供一种电子枪，该电子枪包括外壳、阴极和阴极座。外壳、阴极和阴极座同轴设置，阴极和阴极座设于外壳内。沿参考圆柱坐标系的轴向，阴极座的一端固定连接于外壳的端壁，阴极固定连接于阴极座的另一端。外壳具有电子注通道，电子注通道位于阴极在参考圆柱坐标系的径向的外侧，阴极用于沿参考圆柱坐标系的径向朝外发射电子，电子注通道用于供电子通过。其中，参考圆柱坐标系的轴向坐标轴与外壳的轴线重合。

3、本技术实施例提供的电子枪，用于发射电子的电子发射面位于阴极的周面，通过利用面积较大的阴极的周面来发射电子，可以通过较小的电压来使阴极发射电流值较大、且电流密度较小的电流，阴极发射的电流能够满足射频信号的增益需求的同时，可以较为容易的对阴极发射的电流进行聚束。

4、通过将阴极座设于外壳内，使阴极通过阴极座与外壳固定连接，便于将阴极设置在沿参考圆柱坐标系的径向与电子注通道相对的位置，以便于阴极发射的电子流入电子注通道。

5、通过使阴极座的一端固定连接于外壳的端壁、阴极固定连接于阴极座的另一端，并使阴极座与外壳同轴设置，便于将外壳的端壁作为装配基底来进行装配，可以通过相同的参考轴将阴极座和阴极沿外壳的轴向堆叠于外壳的端壁，来实现外壳、阴极座和阴极的装配，利于减小电子枪的装配误差，此外，完成装配所需的夹具的数量较少，阴极、阴极座和外壳的装配较为容易。

6、通过使阴极座和阴极均设于外壳内、并使阴极通过阴极座连接于外壳的端壁，使得电子枪的周壁不需要通过外壳、阴极座等部件堆叠拼接形成，形成电子枪的周壁较为容易，电子枪的周壁需要密封连接的位置较少，可使电子枪的周壁的密封较为容易、且不易失效。此外，阴极座和阴极均设于外壳内，外壳可以对阴极座和阴极起到较好的保护作用，使得阴极和阴极座不易因外露于外壳表面而发生损坏，利于提高电子枪的可靠性。

7、在一种可能的实现方式中，外壳包括阳极结构部。沿参考圆柱坐标系的径向，阳极结构部的至少部分位于阴极的外侧。阳极结构部用于对阴极发射的电子进行加速，以使阴极发射的电子形成沿参考圆柱坐标系的径向朝外传输的电子注。此时，电子枪的阳极与外壳集成为了一体，减少了电子枪的部件的数量，降低了电子枪的结构的复杂程度。另外，电子枪的部件的数量减少后，可以减少电子枪的装配步骤、以及装配所需要的夹具，利于减小电子枪的装配误差和装配难度。此外，电子枪的部件的数量减少，也利于减小电子枪的尺寸。

8、在一种可能的实现方式中，外壳的端壁具有第一连通孔，第一连通孔连通外壳的内腔与外壳外部的空间。外壳的端壁还具有环绕第一连通孔一周的连接区域，阴极座与连接区域固定、并密封连接。第一连通孔可以用于走线，通过设置第一连通孔，便于使外壳内设置的部件与外部电路相连。此外，通过使阴极座与连接区域密封连接，便于在外壳的端壁具有第一连通孔时，在第一连通孔处实现外壳与阴极座的密封，使得电子枪实现密封较为容易。

9、在一种可能的实现方式中，第一连通孔与外壳同轴，使得第一连通孔除可以用于走线外，还可以用于使外壳与阴极座等部件的同轴定位，利于实现外壳与阴极座等部件的同轴设置。

10、在一种可能的实现方式中，阴极座具有第二连通孔，第二连通孔沿参考圆柱坐标系的轴向贯穿阴极座的两端，第二连通孔与第一连通孔连通，阴极与阴极座密封连接。第二连通孔可以用于走线，通过设置第二连通孔，便于使阴极与外部电路相连。此外，通过使阴极与阴极座密封连接，便于在阴极座具有第二连通孔时，在第二连通孔处实现阴极与阴极座的密封，使得电子枪实现密封较为容易。

11、在一种可能的实现方式中，第二连通孔与阴极座同轴，使得第二连通孔除可以用于走线外，还可以用于使阴极座与阴极、外壳等部件的同轴定位，利于实现阴极座与阴极、外壳等部件的同轴设置。

12、在一种可能的实现方式中，电子枪还包括阴极支撑筒。阴极支撑筒与阴极同轴，阴极支撑筒与阴极固定连接，阴极支撑筒穿设在第二连通孔内，阴极支撑筒套接于阴极座。如此，阴极可以通过阴极支撑筒与阴极座的套接，来实现阴极与阴极座的同轴装配，此时，只需要沿参考圆柱坐标系的轴向来使阴极支撑筒与阴极座进行嵌套装配，就可以完成阴极和阴极支撑筒的装配，减少了阴极的装配维度，利于减小电子枪的装配误差。阴极的装配维度减少后，可以减少装配所需的夹具的数量，可使阴极的装配较为容易。

13、在一种可能的实现方式中，阴极包括沿参考圆柱坐标系的角向间隔分布的多个电子发射面，电子发射面用于发射电子，每个电子发射面发射的电子用于形成一条沿参考圆柱坐标系的径向朝外传输的电子注。如此，阴极可以发射在参考圆柱坐标系的角向离散分布的多注电子注，以利于实现对多个射频信号进行处理。此外，沿参考圆柱坐标系的角向间隔分布的多个电子发射面可以共用电子枪的聚焦极和阳极，也就是说，能够使用相同的聚焦极和阳极来实现多注电子注的发射，可使能够发射多注电子注的电子枪的结构较为简单，成本较低。

14、在一种可能的实现方式中，阴极还包括输入端口，多个电子发射面与同一个输入端口电连接，多个电子发射面发射电子时的电位相等，使得对沿参考圆柱坐标系的角向间隔分布的多个电子发射面的控制较为方便。

15、在一种可能的实现方式中，阴极为圆形结构。阴极包括电子发射面，电子发射面沿参考圆柱坐标系的角向环绕阴极一周，电子发射面用于发射电子。如此，电子发射面的面积较大，利于通过较小的电压来发射电流值较大、且电流密度较小的电流。

16、在一种可能的实现方式中，电子枪还包括聚焦极，聚焦极与阴极绝缘。聚焦极设于外壳内，使得外壳可以对聚焦极起到较好的保护作用，聚焦极不易因外露于外壳表面而发生损坏，利于提高电子枪的可靠性，设于外壳内的聚焦极也便于对外壳内的阴极发射的电子进行初步聚束。聚焦极与阴极座同轴，聚焦极位于阴极座在参考圆柱坐标系的径向的外侧，以便于对阴极朝参考圆柱坐标系的径向外侧发射的电子进行初步聚束。聚焦极套接于阴极座，通过聚焦极与阴极座的套接，使得只需要沿参考圆柱坐标系的轴向来使聚焦极与阴极座进行嵌套装配，就可以完成聚焦极的装配，减少了聚焦极的装配维度，利于减小电子枪的装配误差。聚焦极的装配维度减少后，可以减少装配所需的夹具的数量，可使聚焦极的装配较为容易。此外，聚焦极为环状结构，易于加工，且成本较低。另外，聚焦极通过阴极座固定连接于外壳的端壁，聚焦极可以将外壳的端壁作为基底来进行装配，使得聚焦极的装配不易对电子枪的周壁的形成、密封等造成影响。

17、在一种可能的实现方式中，阴极座包括第一隔离部、第二隔离部和柱状部。第一隔离部、第二隔离部和柱状部与外壳同轴设置，第一隔离部和第二隔离部分别固定连接于柱状部轴向的两端，聚焦极位于柱状部在参考圆柱坐标系的径向的外侧，聚焦极套接于柱状部，聚焦极位于第一隔离部和第二隔离部之间。沿参考圆柱坐标系的轴向，第一隔离部的一端固定连接于外壳的端壁，聚焦极固定连接于第一隔离部的另一端，阴极固定连接于第二隔离部远离聚焦极的一端。聚焦极通过第一隔离部与外壳绝缘，聚焦极通过第二隔离部与阴极绝缘。如此，便于实现聚焦极、阴极、阴极座和外壳的装配，以及外壳、聚焦极和阴极的相互绝缘。

18、在一种可能的实现方式中，外壳、阴极座和阴极用于围设形成真空腔，真空腔包括电子注通道。如此，形成用于供电子注传输的真空环境较为容易，此时，可以在阴极座和阴极围设形成的真空腔内设置其他的器件来形成真空电子器件，真空电子器件的壳体需要密封的位置较少，真空电子器件的密封较为容易、且不易失效。

19、在一种可能的实现方式中，真空腔还包括收集空间，收集空间用于容纳收集极。收集空间位于电子注通道在参考圆柱坐标系的径向的外侧，收集空间与电子注通道连通。如此，可将收集极封装在外壳内，形成用于供电子注传输的真空环境不需要使收集极与外壳进行密封连接，包括收集极的真空电子器件的壳体需要密封的位置较少，包括收集极的真空电子器件的密封较为容易、且不易失效。

20、在一种可能的实现方式中，外壳的其中一端壁的外表面形成有第一环形凹槽，外壳的另一端壁的外表面形成有第二环形凹槽，第一环形凹槽和第二环形凹槽均与外壳同轴。

21、在一种可能的实现方式中，阴极座的材质为绝缘材料，阴极座用于使阴极、聚焦极和阳极结构部相互绝缘，使得阴极、聚焦极和阳极结构部之间不需要再设置其他的绝缘结构，可使电子枪的结构较为简单，利于减小电子枪的装配难度和尺寸。

22、在一种可能的实现方式中，外壳包括第一壳体和第二壳体。第一壳体设于第二壳体在参考圆柱坐标系的轴向的一端，第一壳体与第二壳体固定、并密封连接，第一壳体和第二壳体围设形成外壳的内腔。沿参考圆柱坐标系的轴向，阴极与第一壳体之间、以及阴极与第二壳体之间均设有阴极座，设于第一壳体与阴极之间的阴极座的两端分别与阴极和第一壳体的端壁固定连接，设于第二壳体与阴极之间的阴极座的两端分别与阴极和第二壳体的端壁固定连接。如此，便于实现阴极和阴极座等部件在外壳内的装配。

23、本技术实施例第二方面提供一种真空电子器件，该真空电子器件包括收集极、以及上述任一实施方式中的电子枪。收集极与电子枪的外壳同轴设置，收集极设于电子枪的阴极在电子枪的参考圆柱坐标系的径向的外侧，收集极与外壳固定连接。沿参考圆柱坐标系的径向，电子枪的电子注通道位于收集极与阴极之间，以便于实现对阴极沿参考圆柱坐标系的径向发射的电子能量的回收。

24、在一种可能的实现方式中，收集极套接于外壳，通过收集极与外壳的套接，使得只需要沿参考圆柱坐标系的轴向来使收集极与外壳进行嵌套装配，就可以完成收集极的装配，减少了收集极的装配维度，利于减小真空电子器件的装配误差。收集极的装配维度减少后，可以减少装配所需的夹具的数量，可使收集极的装配较为容易。

25、在一种可能的实现方式中，收集极设于电子枪的收集空间内。

26、在一种可能的实现方式中，收集极包括收集电极和绝缘隔离件。绝缘隔离件设于收集电极与外壳之间，收集电极通过绝缘隔离件与外壳固定连接，通过设置绝缘隔离件，便于实现收集电极与外壳的绝缘装配，利于使收集电极与外壳处于不同的电位，以便于收集电极对电子能量进行回收。

27、在一种可能的实现方式中，真空电子器件还包括收集引线。外壳具有走线孔，走线孔连通外壳的内腔与外壳外部的空间，收集引线穿设在走线孔内。绝缘隔离件内嵌设有导电结构，导电结构的一端与收集电极电连接，导电结构的另一端与收集引线电连接。如此，便于实现收集电极与外部电路的连接。此外，导电结构嵌设在绝缘隔离件内，便于在将绝缘隔离件装配到外壳之前，使导电结构与绝缘隔离件结合为一个结构件，可以减少焊接次数，使得收集电极与外部电路的连接较为容易。

28、在一种可能的实现方式中，收集极包括沿参考圆柱坐标系的径向由内向外布置的多个收集电极，相邻的两个收集电极相互绝缘。如此，多个收集电极可以分别用于收集不同能级的电子，使得收集极对电子能量的回收效率较高，电子的返流较小。

29、在一种可能的实现方式中，收集极包括第一收集部和第二收集部。第一收集部设于电子枪的第一壳体内，第二收集部设于电子枪的第二壳体内。如此，便于实现收集极的装配，以实现对传输到收集极处的电子能量的回收。

30、在一种可能的实现方式中，真空电子器件还包括第一环形磁铁和第二环形磁铁。第一环形磁铁、第二环形磁铁与外壳同轴设置，第一环形磁铁和第二环形磁铁分别设于电子注通道在参考圆柱坐标系的轴向的两侧。第一环形磁铁和第二环形磁铁均与外壳固定连接，第一环形磁铁和第二环形磁铁均沿参考圆柱坐标系的径向充磁。如此，可以通过第一环形磁铁和第二环形磁铁产生的磁场来对电子注通道内传输的电子注进行聚束，第一环形磁铁和第二环形磁铁产生的磁场的方向与电子注通道内的电子注的传输方向相同，第一环形磁铁和第二环形磁铁产生的磁场对电子注通道内传输的电子注的作用路径较长，使得电子注在沿参考圆柱坐标系的径向传输的过程中不易发散，利于电子注无截获的传输，可使电子注在与射频信号互作用的方向形成群聚、并逐步交出能量，电子注通道内传输的电子注与换能结构内传输的射频信号之间相互作用较为充分，真空电子器件输出的射频信号的增益较高。此外，通过沿参考圆柱坐标系的径向充磁的两个环形磁铁，就可以实现对沿参考圆柱坐标系的径向传输的电子注的聚束，聚焦组件的部件数量较少，可使聚焦组件的装配步骤较少，装配需要的夹具数量较少，装配较为容易，且装配误差较小，实现对电子注进行聚束较为容易，且对电子注的聚束效果较为稳定。另外，通过沿参考圆柱坐标系的径向充磁的两个环形磁铁来对沿参考圆柱坐标系的径向传输的电子注进行聚束，无需额外调节峰值磁场大小，使得聚焦组件的装配、调试较为容易，装配、调试的成本较低。此外，第一环形磁铁和第二环形磁铁为环状结构，加工和成型较为容易，成本较低。

31、在一种可能的实现方式中，沿参考圆柱坐标系的径向，第一环形磁铁和第二环形磁铁位于阴极的外侧，使得第一环形磁铁和第二环形磁铁产生的磁场不易对阴极发射电子产生影响。

32、在一种可能的实现方式中，第一环形磁铁固定连接于外壳的其中一端壁的外表面，第二环形磁铁固定连接于外壳的另一端壁的外表面。如此，第一环形磁铁和第二环形磁铁分别以外壳两端的端壁作为装配基底来进行装配，可以通过与装配阴极、阴极座相同的参考轴将第一环形磁铁和第二环形磁铁同轴装配于外壳，利于减小真空电子器件的装配误差，此外，完成装配所需的夹具的数量较少，第一环形磁铁和第二环形磁铁的装配较为容易。

33、在一种可能的实现方式中，沿参考圆柱坐标系的轴向，第一环形磁铁靠近电子注通道的一端设于电子枪的第一环形凹槽内，第二环形磁铁靠近电子注通道的一端设于电子枪的第二环形凹槽内。如此，可使第一环形磁铁和第二环形磁铁与电子注通道之间的间距较小，使得在电子注通道处用于聚束的磁场强度较强，利于实现对电流值较大的电子注进行聚束。此外，也可以减小真空电子器件在参考圆柱坐标系的轴向的尺寸，利于真空电子器件的小型化。另外，通过设置第一环形凹槽和第二环形凹槽，第一环形磁铁和第二环形磁铁可以套接于外壳，使得只需要沿参考圆柱坐标系的轴向来使第一环形磁铁和第二环形磁铁与外壳进行嵌套装配，就可以完成第一环形磁铁和第二环形磁铁的装配，减少了第一环形磁铁和第二环形磁铁的装配维度，利于减小真空电子器件的装配误差。第一环形磁铁和第二环形磁铁的装配维度减少后，可以减少装配所需的夹具的数量，可使第一环形磁铁和第二环形磁铁的装配较为容易。

34、本技术实施例第三方面提供一种射频模组，该射频模组包括上述任一实施方式中的电子枪、或者上述任一实施方式中的真空电子器件。

35、本技术实施例第四方面提供一种通信设备，该射频模组包括上述任一实施方式中的射频模组。