5.3.3 电子枪
电子枪利用热发射和场致发射产生自由电子，金属探针上满足电子逸出的条件而生成大量高能自由电子，这些电子运动到行腔内部与被测部件内壁产生碰撞形成更多低能电子，从而作为微放电起始电子源参与微放电效应。典型电子枪加载种子电子示意图如图5-17所示。电子枪对于测试开放结构部件的介质放电非常适合，典型的例子是对喇叭天线的馈源进行介质放电测试，可以使用电子枪生成的自由电子进入喇叭内壁并且产生更多低能电子。电子枪采用金属探针生成电子，对于有排气孔的封闭被测部件，金属探针不能放置于被测部件靠近的位置如排气孔内部，因为这种极易发生金属探针与被测部件之间的放电打火现象。这时需将电子枪岀射的电子束对准排气孔，且电子束直径应小于排气孔的尺寸。
图5-17 电子枪加载种子电子示意图
电子枪能量一般在20 eV～1 keV，对于固定电子枪能量P，可以控制入射电子电流来确定电子枪出射电子数量，即P＝EI，I＝P／E。例如，电子枪入射电子能量E＝1 keV，能量P＝20 mW，那么电子枪单位时间出射的电子数量，即电流I为I＝P／E＝1.25×1014个／秒。
电子枪也是用来提供种子电子的可选方式之一。电子枪由钨丝、控制电极、静电透镜、膜片和阳极组成。当电流流过钨丝时，金属导线开始退火同时发射电子。在控制电极上加一定的电压，发射电子形成电子云，从而形成稳定的电子束。借助控制电极，可以选择出射特定能量段的电子。对于波导类微波部件，可以通过补偿波导弯头将电子束耦合进输入端口，如图5-18所示。
但是，电子枪必须进行合理安装和调节，电子枪和敏感区域之间不能有阻挡，并直线贯通，才能确保种子电子的有效加载。在实际操作中可以借助激光束来校正电子枪的位置，安装在试验台上的电子枪如图5-19所示。
采用电子枪进行种子电子的加载可以方便地控制电子的数量和能量，相比辐射源和紫外光源两种方法，电子枪可加载的电子数量显著提高，但由于电子枪只能通过端口来加载种子电子，因此只能适用于敏感区域可直接从端口观测到的波导类微波部件，同时电子枪位置的调节必须在真空条件下进行，因此电子枪位置的校正，特别是敏感区域间隙较窄时，需要多次抽真空操作，调节的复杂度较大，在实际的微放电试验中少有电子枪使用的工程案例。
图5-18 电子枪
（a）电子枪结构示意图；（b）电子枪功能示意图
图5-19 安装在试验台上的电子枪（见彩插）