Электровакуумный свч-прибор о-типа

 

,+ф (iyjP

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИЛЛИСТИЧЕО ИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„ 423 I 8. {51)5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУЛАРСТБЕННЦЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 07.05.93. Бюл. t" 17

21) 4360479/21

22) 08.01.88

{71) Радиоастрономический институт

АН УССР (72) E.Å.Ëûcåíêî и В.В. Смородин (56) Патент Великобритании

Р 1551434, кл. Н 01 J 29/76, опублик. 1976.

Авторское свидетельство СССР

В 7866?5, кл. Н ОiЛ,23/08, опублик.

1979. (54) ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫД СВЧ-ПРИБОР.

0-ТИПА (57)Изобретение относится к области электроники СВЧ, а именно к электровакуумным приборам с магнитной фоку- сировкой и юстировкой электронного потока, таким как лампа обратной волИзобретение относится к области электроники СВЧ, а именно к электровакуумным приборам с магнитной фокусировкой и юстировкой электронного потока, и может найти применение при разработке и создании пакетированных конструкций электровакуумных приборов миллиметрового и субмиллнметрового диапазонов, таких как ЛОВ, клинотронов, оротронов, ГЛИ и т.п. . Целью изобретения является повышение КПЛ за счет обеспечения юстировки электронного потока при минимальной д.тине магнитного зазора.

ЦелЬ достигается тем. что в магнитной системе, содержащей полюса иэ магнитов.с различным направлением намагниченности, один иэ полюсон .выны, клинотрон, генератор динамических импульсов и т.п. Целью изобретения является ловьппение КПЛ за счет обеспечения юстировки электронного потока при минимальной длине магнит- . ного зазора. Цель достигается тем, что в магнитной системе прибора, содержащей полюса с различным направлением намагниченности, один из полюсов выполнен с возможностью эксцентричного вращения в плоскости, перпендикулярной продольной оси прибора. При этом упрощается встировка прибора, а также увеличивается фокусирующее магнитное поле вследстиие того, что длина зазора магнитной системы может выбираться равной продольному размеру электронно-оПтической систе« мы прибора. 3 ил. полнен с возможностью эксцентричного © вращения в плоскости, перпендикулярной продольной оси прибора, а рассто- М яние д (м) между центром полюса и центром его вращения выбирают в пре-,. делах

+ 1 1 1 + 1 а 1 k 1 где а, — толщина электронного потока, м;

1/1 — отношение длины магнитного зазора к длине IIpocTpBHcTва взаимодействн:;

k — коэффициент, равный отношению магнитной жщукцни на оси в плоско сч и отиса к индукции в той жо .то ке, 1(/12310 со)даваемой цр(тцвоцоложйт(м цт>.(!юсом.

Прц таком техническом ретпении отца;)вет необходцмостт> и юстировочном

j"c r I! c1((Г тв Р ра Г ттоложР HHot I в 3 аз() ре та к к ае» Р го функци(1 Рыиолн)1 Рт магнит на я сl(стРма точнее cocTHI! JINNI()tt)ltf pp лемецтп). 3Т0 позно)тяет значитРльцо у)(ростить кяк механизм юстировки, так 10 и конструкцтпо пакетиронанного н предЛоженной магнитной системе СВЧ-прибоt>8 B ))Р!)ом, а кроме того, получитb

;ver))I>IeHlIp магнитного поля в .зазоре без увеличения веса и габаритов си- 15 .Тet« t H a Гчет максимального сокращения длины зазора, которая не превышает дл)тцы прибора и определяется тальк< :)Tt!I конструктинным размером, При (т(! t в предложенном. решении Обесттечи- 20 :1 ) е т(.я з(»(Мктивная юст)фон к а электрон"

1)ого потока, выполняемая путем экс,,ецтрг(ного цлоскопараллельного т)раще(((г(О д(10 го ет 3 т t o Jlto c o B си с тР иы вОкр у г (р до)(ьной оси прибора. 25

1!» фцг. 1 схематически изображено

)ц е (tot(et(Hoe устройство, ттродолт>н)>111paoреэ1 на фиг. 2. представлен разрез

Л-Л на фцг. 1; ца фиг. 3 показана век- 30 торная диаграмма тюлей и траекторий электронного потока в системе коорд)(нат магнитного зазора, и эамедля)ощей системы (ЗС) СВЧ-пр)лбора..

IIorI)nca \ и 2, помещенные в арма35 туру из колец 3, соединенных стойка. ми ((, Образуют плоскопараллельный рабочий зазор ВСУЕ. Полюс 1 ттомещен

{заКреплец, например, кремний-органи-. ческим клеем ВТ-25-200) в промежуточ40

HoL кольцо 5 с эксцентриситетом (т(oTHnc»TeJ))>Ho оси симметрии Е магнитной системы, которое, в свою очередь, )томептецо в кольцо 3 арматуры. Кольцо

5 имРстР с полюсом 1 имеет возможцостт. поворачиваться в кольце 3 арматуры на 360" вокруг оси Е и фиксироваться в требуемом положении. 3!or)1()c

2 расположен в своем кольце 3 армату- ры симметрично относительно оси Е и

50, ттеподвижен. С наружной стороны кольца 5 для фиксации длины зазора FO и. удобства врап(ения сделан бортик б.

Вектор 7 магнитной индукции в центре зазора BCDK направлен под острым углом к Осц прибора, Длина зазора ГО

55 определяется аксиальным размером

СРЛ-tlpH(>op» Й (показан пунктиром) и 93()HA ему. 8 приборе 8 схематично ц<> ка ((1(((1,((Г (l Т t?OI(II(1(1 1(ОТ(>) 1, (I(! I I

pye>(I (it эт!П)..ТПОННОй цун(КОй 1(3, К((.(1((РКТор 11 JI(.ктроцо».

Пре Jt(to)rт .ннОP vГтрийст)t О p»бот(1()т след вящим Образом, C33 I-111)цб)ор 8 > напр)Р(ер клинотт)ОН >

IIovPmeIt в рябо (тп1 зазор БС1)Г мвгцитнойт сттстем)1 . так что его 3(: раэмсп(еH»I т)доль oc)1 7 (фиг. 3) .

Особенность!о клицотрона-ген ер»тора типа Л(3В является то, что в нем с,целью увеличения эффектттнност)т взаимодействия электронць(й поток направлен под острым углом к поверхности ЗС с этой же целью используются толстые" по сравнению с замедлен,ной длиной волны потоки. Угол накло(на определяется в ocцовцом. толщиной электронного потока,рабочей длиной волны, J)r)HHotf пространства взаимодействия. 3a счет наклона траекторий движения электронов по отношению к замедля(оп(ей структуре достигается, улучшение рабочттх хауактеристик кли нотрона, например максимум генерируемой мощности,. расширение полосы электронной перестройки и т.д. Угол наклона зависит от величины смеп(ения д, длины зазора 1 и степени неоднородности )тат)нитного поля.

При смещении полюса 1 параллельно тютпосу 2 на величину (У точка с макситлальной ттттдукцией в плоскости полюса 1 смещается относительно ocH Z в том же направлении на веттичину

1(,= 4 (В „ /В,„ + Вл,), а н плоскости велич)ттту ))т= d (В ) /Вт +

+ В < ), где В,(и В << — индукция магнитного поля, Т, создаваемого полюсами 1 и 2 в своих плоскостях; В и и В, — индукция, Т, создаваемая полюсами 1 и 2 в плоскости противоположного полюса.

Так как для симметричной системы

В„=, В т, Вт,т= В 1 и У= (3 1+дg то для угла н аклон а магнитных силовых линий в приосевой области относительно оси Е спранедливо выражение

d k-1 а> сСд(д a - В„/В„- В„/В,т, 1 (- длтттта,, зазора магнитной системы, м.

Для наглядности процесс юстировки электронного потока 9 клинотрона рассмотрен на примере системы с

k>10.

5 15А2З1Р

При вра!«!енин fioJff(«(ia i с эксцентриситетом (« в плоскости, перненди-т кулярнОЙ осН Z«,ОРктОр 1 0 КОля «

1 с которым совпадает магнитная силовая линия, соединяющая центры 11олюсов 1 и 2, является образующей конусной поверхности, а его конец последователы!о проходит через точки

О, 0, ..., описывая окружность радиусом А Если в исходном положен нии вектор Г0, лежит в плоскости

BCDE перпендикулярной поверхности

ЗС, то при повороте полюса 1 на 90 от этого положения угол наклона проекции вектора F01 (i = f, 2, ...) на плоскость BCDE к поверхности ЗС непрерывно уменьшается от своего максимального зе!ачения о(, до 0 . Следуя за эволюциями магнитного поля, изменяет свое положение в пространстве взаимодействия по отношению к

3С и электронный поток 9, поскольку ! электроны при фокусировке продольнь магнитным полем движутся по винтрвь траекториям вдоль магнитных силовых линий. ! а («е = асс я—

os+ вз

Оянено условие « > Е »„

ЕМ лек набор прол!ежуточных колец 5 со ! и 25 значениями эксцентриситета От 0,2 до 1.2 мм с шагом О, 1 мм. Книнотрон работал э<»(!«ективеЕО с магнитными си"стел(ал(и с dä в диапазоне 0,9-0,8 мм, Максимум выходкой мощности достигался

30 в системах с эксцектриситетом, леня-! цим в диапазоне 0,5-0,7 мм. B качестГе полюсов систеля.1 использовались аксиально-симметричные магниты в виде шайб, набранных из аксиалько и радиально .камагк11ченкых элеменYoB

«5 из самарий--кобальта (сплав КС-37A) диал«етром 52 fet, В предложенном устройстве значи" тельно упрощается как механизм Klcòèровни, так и конструкция пакетироване!Ого е« предложенной магниткой системе СБЧ-прибора D целом. Причем упро(цекие 1!ехи1иэл!а юстпровки происходит Одковреме(и О с повьш!екием ее точности за счет меньших ле(1(ртов, а также своеобразной "маге(ит(1ой! Сл!аз11 ки, ко- îðàÿ образуется стягивающими

СИЛаМИ МаГКИтиого НОЛЯ, ДЕйстВУЮЩИМИ на полюса. Практическая ценность предложенного решения заключается также в увеличении магнитного полн в зазоре без увели ЕРкия веса и габаритов системы за счет максимального сокращения длины HH.!Ора. Па(е(юдается

55. Повьпвекие К11«1 за c 1("т клинО 1«оке(ОГО и ортоклинотроккого эф(!1екта при на. рушении колликеарfioc ти между 311ектроккым потоком и инкракле1(ием электрического ВЧ-поля в 1".П! н в,Г(ОБ, Таким образом, при,надлежащем выборе величины d (из выражения f) в одном из промежуточных положений центра полюса 1, например в точке О, реализуется оптимальный угол of наклона магнитных силовых линий в приосевой области зазора, а следовательНО, И УГОЛ of>ifai.попа ЭЛЕКтрОННОГО потока 9 к поверхности ЗС необходимый для обеспечения максимальной генерируемой мощности клинотрона ("клинотронный эффект ). Б других положе1еиях полюса f угол наклона больше или меньше оптимального.

Минил!альное зе!а Еекее расстояния между центром подвижного полюса и центром его вращения определяется тем, что в гроцессе юстировки электронного IIoòîêà клинотрона должна быть обеспечена возл(ожность достиже- . ния оптимального угла наклона ленточного злектвонного потока к плоскости

1 замедляющей структуры;

r.(1, должно быть вы1 k + оТ значения

Значение 8 ке л!(«.((Р т превосходить

I ,Р 2а

ВI тя!(как при экаче« и! - „„„,. элект-!

1>РИКЫ!! НОТОК. НО 1|!(1(ri.>О О = Г"

«(1; ("HH ТСЯ

fff1 ИОловик Р 3 амР;1«Тяющ(- !! (. T pi K f ("f«û и эф(1)ек тип носTb в э а «!мод(1! ст«1Н«1 рР 3 ко с!Еижается 1!ри положен«и! КО:ЕИ1!жного полюса «близкОго к поло«1((!«!О(«при котором дОСтИГЛЕтсЯ Л(аксил!аЛЬЕ(ый наклон магнитных силовых пиний к плоскости замедляющей структуры, t

Гассл!Отр1(л! ко!И(ретив(й пример выполнен!(я предложенного устройства.

Ис1еыт1>евалсе1 кликотрон трех.!илле!е!ет« 0ВО 1 О диапазОк а, у кОтОрого толщина а = О, 2 if!«JIJIft ка 11рострае1ства взяимОДР«icTtf ия 1

20 — 5 мм. Зазор магниткой системы 1 ! ! (+ 1

28 мм„— - — --- = I,16, Был изготов! 423 )) ГдE сР

Фо р и ул а,н з о б р е т е н и я

Электровакуумный Cl«i-прибор О-ти.па, содержащий электронно-оптпческую систему для формирования ленточного пучка в пространстве взаимодействия,. ми нитную фокусирующую систему с двумя полюсамп из постоянных магнитов, рабочие поверхности которых параллельНы друг другу, о т л и ч а ю щ и и ) я тем, что, с целью -повышения

КПД sa счет обеспеЧения юстировкп

Злектронного потока, один из полюсов магнитной Аокусирующей системы выполнен с возможностью эксцентричного вращения в плоскости, параллельной рабочей поверхности неподвижного по" люса, в соответствии со следующими оотношепияг и: расстояние между центром подвижного полюса и центром его вращения, м;, толщина ленточного злектронпого потока, и; магнитная ипдукция в плоскости подшвкного полюса на оси прибора, создаваемая этим полюсом, Т; магнитная индукция в той же точке, создаваемая неподвижньп1, полюсом Т длина магнитного зазора, м; длина пространства взаимо действия,, и.!

5423!" (.n;.òëBèòåëü А. Власов

Р>=>>иктор Т. !Орчиксжа Техреду g.диц >к К»рреетор В. Гцримк

Заказ 972 ! I c>. > >! и с н О рВ В!!!!!!1 1 > судар<-.твенн гс. к >гп>тета ло изобретен»> .. . отк>>ыти»м ври Г>,! .;,!.".

113 .. !5>, . !>>с..>;.цд, Ж-35, Рау»>скпв .,н ., л. "/5

fll»нз. х:;:T»ã.нн. ->...;:.:. г :;>". »>.1 >:; мбинат "!1атент,; . .:-,:>р >:<, l ;.г= .,; °:, !!1