Патент ссср 260750
260750
OnИСЛНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Свез Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 27.Ч.1968 (№ 1245045/26-25) с присоединением заявки № 1245125/26-25
Приоритет
Опубликовано 06 1.1970. Бюллетень ¹ 4
Дата опубликования описания 10Л 1.1970
Кл. 21g, 13/17
Мпк Н 011
УДК 621.385.632 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
МАГНИТНАЯ ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ФОКУСИРУЮЩАЯ СИСТЕМА
Данное изобретение относится к области
СВЧ-электроники, в частности к системам на постоянных магнитах для стабилизации протяженных потоков заряженных частиц.
Известны МПФС, состоящие из последовательного ряда намагниченных аксиально или радиально кольцевых магнитов (сплошных или составных), перемежаемых дисковыми полюсными наконечниками из магнитомягкого материала. Недостатки таких систем заключаются в высокой трудоемкости изготовления большого числа точно выполненных деталей из магнитотвердого материала, поддающегося окончательной обработке только шлифовкой с очень малым съемом материала за один проход, и браковке большого числа элементов при отборе для МПФС деталей с идентичными магнитными параметрами.
Предлагаемая магнитная периодическая фокусирующая система отличается тем, что постоянный магнит выполнен в виде плиты, намагниченной по участкам, или нескольких плит, намагниченных по участкам. Плита постоянного магнита может иметь в поперечном сечении прямоугольную или трапецеидальную форму, Участки плиты постоянного магнита, прилегающие к полюсным наконечникам, намагничены перпендикулярно длине плиты и противоположно двум соседним участкам.
С целью создания распределения магнитного поля в каждой ячейке, близкого к трапецеидальному, между участками плиты постоянного магнита, примыкающими к полюсным
5 наконечникам, расположены участки, намагниченные параллельно электронному потоку.
Участки намагниченности имеют форму прямоугольника или треугольника.
С целью получения магнитных потоков
1о большой плотности на оси системы, в каждой ячейке системы плиты намагничены радиально и противоположно друг другу, а полюсные наконечники подключены последовательно по два к каждой плите.
ls Благодаря таким конструкциям системы становятся компактными, легкими, дешевыми, На фиг. 1 — 7 даны варианты систем.
Магнитная периодическая фокусирующая система содержит плиту 1 из материала с ли20 нейной предельной кривой размагничивания, например из феррита бария (стрелками показано направление намагниченности, пунктиром — линии разграничения участков, намагниченных встречно); полюсные наконечни2 ки 2 из магнитомягкой стали или из чистого железа, формирующие аксиальную симметрию поля; магнитопровод 8, замыкающий участки противоположного намагничивания и являющийся экраном, ограничивающим поля рр рассеяния системы, а также защищающим ее
260750
65 от влияния внешних магнитных полей и других ферромагнитных материалов.
Преимущество таких МПФС vo сравнению со структурами из аксиально намагниченных элементов заключается в том, что поле в периоде системы не ограничено коэрцитивной силой примененного материала, а также в том, что разброс амплитудных значений поля значительно сглаживается общими магнитопроводами-экранами. Если лампа очень длинная, могут применяться послсдовательно сложенные в линию серии плит. При необходимости поле в отдельных ячейках системы регулируют, меняя длину участков одинаковой намагниченности. В структурах, в которых необходимо плавное увеличение поля к концу системы, последовательно меняют толщину плиты.
Если диаметр рабочего канала велик или необходима большая абсолютная величина фокусирующего магнитного поля или повышенная его симметричность, можно применять больше плит (см. фиг. 2, 3). Магнитотвердые пластины в этом случае разнесены в пространстве, что, во-первых, значительно упрощает отвод тепла от корпусов мощных приборов (можно подвести водоохлаждаемые детали с наконечниками непосредственно к корпусу лампы, используя зазоры) и, вовторых, упрощает размещение выводов энергии лампы (особенно волноводных).
Полюсные наконечники 2 могут служить одновременно деталями замедляющей системы типа перекрещенных гребенок (см. фиг. 4); система в этом случае содержит неферромагнитные вставки 4, Фокусирующие системы с близкой к прямоугольной (трапецеидальной) формой распределения фокусирующего поля в полупериоде для стабилизации некоторых типов электронных потоков удается спроектировать меньшими по весу, чем традиционные системы с синусоидальным распределением магнитного поля. Кроме того, их применение необходимо, когда для стабилизации электронного потока нужны (в случае применения синусоидальных полей) амплитудные значения поля большой величины в тонком периоде, которые создать сложно, а иногда и нельзя.
Системы с такой формой осевого поля, отличающиеся от известных систем характером и формой намагничивания источников м. д. с. в системе, можно также спроектировать на основе плит из феррита бария. Эти плиты намагничены по участкам, под углом 90 один участок к другому.
Участок, примыкающий к магнитомягкому полюсному наконечнику, намагничивается радиально фокусируемому потоку, а участок, лежащий между двумя полюсными наконечниками, — параллельно электронному потоку (см. фиг. 5).
Система содержит плиту 1 из магнитотвердого материала; участок 5, намагниченность которого параллельна электронному потоку, 5
З0
45 участок б, намагниченность в котором направлена под углом 90 по отношению к намагниченности участка б, магнитомягкие полюсные наконечники 2.
Чтобы обеспечить экранирование систем с трапецеидальной формой поля и повысить в них абсолютную величину поля, возможно намагничивание ферритовых плит, при котором участок, прилегающий к каждому очередному магнитомягкому полюсному наконечнику, формирующему аксиальную симметрию поля, был намагничен лишь в центре радиально по отношению к фокусирующему электронному потоку и прямо противоположно намагниченности двух участков, прилегающих к соседним полюсным наконечникам.
По высоте плиты участок одного направления намагничивания (или близкого к нему, так как силовые линии намагничивающего поля выходят веером из участка, начинающегося у полюсного наконечника) расширяется и у противоположной стороны плиты смыкается с участками прямо противоположного (или близкого к нему) направления, начинающимися у соседних полюсных наконечников. Части плиты, лежащие между участками, закрытыми основаниями полюсных наконечников, намагничены антипараллельно направлению силовых линий магнитного поля в центре зазора между полюсными наконечниками. Эти участки помогают увеличить абсолютную величину фокусирующего поля в зазоре между полюсными наконечниками, на которые подается м.д. с. лежащих за полюсными наконечниками участков плиты, соединенных магнитомягкой пластиной с противоположной от полюсных наконечников стороны. Описываемые системы показаны на фиг. б. В них могут применяться одна, четыре или любое другое число разнесенных в пространстве пластин в зависимости от требуемой абсолютной величины фокусирующего магнитного поля, длины периода и допустимого внутреннего диаметра полюсных наконечников.
Так как у магнитотвердых ферритов сравнительно низкая остаточная индукция, то для пропуска магнитного потока, создаваемого каждым участком пластины, примыкающим к очередной ячейке МПФС, участок должен иметь большое сечение, что сложно осуществить в известных системах. Однако, например, на двух (не менее) пластинах из феррита, установленных одна относительно другой под любым углом, можно осуществить систему с малым периодом, магнитный поток на полюсный наконечник в которой будет собираться с протяженного участка (см. фиг, 7), Система содержит пластины из феррита бария; магнитомягкие полюсные наконечники 2, формирующие магнитное поле; магнитомягкий экран 7.
Могут применяться две пары или более пластин.
260750
Во избежание технологических трудностей при изготовлении длинных пластин могут применяться несколько менее длинных. Для систем, в которых желательно, чтобы поле нарастало или уменьшалось от ячейки к ячейке МПФС, толщину ферритовых плит можно менять от начала к концу систем и наоборот.
П р е д м е т из о бр ет ения
1. Магнитная периодическая фокусирующая система из последовательного ряда ячеек, состоящих из двух магнитомягких полюсных наконечников, подключенных к общему для всех ячеек магниту из материала с предельной кривой размагничивания, близкой к прямой, например из анизотропного феррита бария, отличающаяся тем, что, с целью создания компактных, легких и дешевых систем, обеспечения отвода тепла от колбы прибора и пропуска волноводов, постоянный магнит выполнен в виде плиты, намагниченной по участкам.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она имеет несколько плит, намагниченных по участкам.
3. Система по пп. 1, 2, отличающаяся тем, что плита постоянного магнита имеет в поперечном сечении прямоугольную форму, 4. Система по пп. 1, 2, отличающаяся тем, что плита постоянного магнита в поперечном сечении имеет трапецеидальную форму.
5. Система по пп. 1 — 4, отличающаяся тем, 5 что участки плиты постоянного магнита, прилегающие к полюсным наконечникам, намагничены перпендикулярно длине плиты и противоположно двум соседним участкам.
6. Система по пп. 1 — 4, отличающаяся тем, 10 что, с целью создания распределения магнитного поля в каждой ячейке, близкого к трапецеидальному, между участками плиты посгоянного магнита, примыкающими к полюсным наконечникам, расположены участки, намаг15 ниченные параллельно электронному потоку.
7. Система по пп, 1 — 6, отличающаяся тем, что участки намагниченности имеют форму прямоугольника.
8. Система по пп. 1 — 6, отличающаяся тем, 20 что участки намагниченности имеют в сечении форму треугольника.
9. Система по пп. 1 — 8, отличающаяся тем, что, с целью получения магнитных потоков большой плотности на оси системы, в каждой
25 ячейке системы плиты намагничены радиально и противоположно друг другу, а полюсные наконечники подключены pîñëåäoBàòeëüно по два к каждой плите.
Приоритет по п. 9 исчислять от 30Х.1968 r. 9uz. 7
Составитель Е. Балабан
Техред Л. Я. Левина Корректор А. А. Березуева
Редактор Т. Орловская
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 1480/3 Тираж 500 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
