Патент ссср 355692
О П И С А Н И Е 355692
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ боюэ Соеетскнк
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 17.!!!.1971 (№ 1638680/26-25) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 23.Х.1972. Бюллетень № 31
Дата опубликования описания ЗО.Х.1972
М. 1;л. Н Olj 23 04
Комитет ао делам иэобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 621.385.5 (08i8.8) Автор изобретения
В. И. Индык
Заявитель
ПРИБОР М-ТИПА
Изобретение относится к электронным СВЧприборам М-типа с катодом в пространстве взаимодействия и может быть использовано при разработке и производстве магнетронных генераторов, а также усилителей типа амплитрон, ультрон и т, п., работающих в импульсном режиме.
Одними из основных параметров СВЧ-приборов импульсного действия являются скорость и стабильность нарастания колебаний рабочей частоты. Их повышение обуславливает уменьшение длительности фронта импульса СВЧ-энергии и флюктуаций этой длительности, что позволяет улучшить технические характеристики радиоаппаратуры, в которой используется прибор, в частности, повысить разрешающую способность РЛС, Исследования, проведенные главным образом на магнетронах, показывают, что в приборе М-типа с катодом в пространстве взаимодействия скорость и стабильность нараста ния колебаний рабочего вида существенно зависят от начальных условий и связаны с возбуждением при переходных процессах колебаний мешающих видов. Чтобы ослабить колебания мешающих видов, сии>кают добротность контурной системы на частотах этих колебаний, иска>кают структуру СВЧ-полей мешающих видов или подбирают специальную формч фронта импульса анодного напряжения. Для достижения удовлетворительных результатов необходимо сочетание этих мер, что не всегда возможно и связано с усложнением прибора или его источника питания.
5 Целью изобретения является повышение скорости и стабильности нарастания колебаний рабочей частоты в импульсном приборе
М-типа с катодом в пространстве взаимодействия путем создания в начальный момент
10 после подачи импульса анодного напря>кения более благоприятных условий для возбуждения колебаний рабочего вида, что достигается применением катода, на эмиттирующей поверхности которого вдоль силовых линий маг15 нитного поля располагаются ряды коротких штырей с заостренными концами.
На чертеже показан магнетрон бегущей волны.
20 Цилиндрический катод 1 располагается на оси прибора и окружен анодом 2, На поверхности катода имеется несколько продольных рядов коротких штырей 8 с заостренными концами. Число рядов выбирается равным номе25 ру рабочего вида колебаний (т. е. числу вариаций ВЧ-поля рабочей частоты на поверхности анода). Штыри располагаются радиально к боковой поверхности катода на одинаковом расстоянии друг от друга в азимутальном на30 правлении. Размер штыря в этом направле355692 т:Ы, нии не должен превышать величину г (здесь d„— диаметр катода, lг — номер рабочего вида колебаний), а длина штыря выбирается примерно равной толщине втулки прикатодного облака электронов, которое образуется в работающем приборе (для большинства импульсных магнетронов эта величина составляет 0,15 — 0,25 расстояния катод— анод). Ориентация штырей относительно ла- 10 мелей анодной структуры особого значения не имеет, хотя можно предполагать, что при работе магнетрона на П-виде колебаний их лучше располагать напротив ламелей. Число штырей в ряду определяется конструктивны- 15 ми соображениями. Штыри могут изготавливаться из того же, что и поверхность катода, или иного материала.
Возбуждение магнетрона происходит следующим образом. 20
При отсутствии электрического поля, но при нагретом катоде поверхность катода и штырей покрыта пленкой электронов, толщина которой вследствие малой тепловой энергии электронов весьма мала. Поэтому в первый 25 момент после подачи импульса анодного напряжения распределение электрического поля в пространстве взаимодействия магнетрона соответствует статическому: наибольшая напряженность поля имеет место у ост- 30 риев штырей (в мощных магнетронах остриям штырей можно придать такую форму, что напряженность электрического поля будет достаточной для появления разряда, и осуществить запуск магнетрона из «холодного» со- 35 стояния). Очевидно, что с остриев штырей и эмиссия будет больше. Эмиттируемые ими электронны создают в пространстве взаимодей- ствия неравномерный объемный заряд, периодичность которого соответствует периодично- 40 сти СВЧ-поля рабочего вида колебаний, так как число рядов штырей равно номеру рабочего вида. Заряд возбуждает в анодном контуре колебания рабочей частоты.
Через несколько периодов колебаний рабочей частоты (с момента подачи анодного напряжения), когда действие механизма вторичной электронной эмиссии приводит к увеличению эмиссии электронов из катода, прикатодный пространственный заряд экранирует штыри, и распределение электрического поля в пространстве взаимодействия становится таким же, как в обычном магнетроне в установившемся режиме.
Таким образом, в предлагаемом приборе в самом начале процесса возбуждения создаются благоприятные условия для поддержания колебаний рабочего вида, что обеспечивает повышенную скорость и стабильность нарастания колебаний рабочей частоты.
Можно ожидать, что применение катода с продольными рядами штырей окажется особенно эффективным в магнетронах, работающих на колебаниях выраженных видов, на колебаниях л/2-вида, Такой катод, вероятно, повысит устойчивость, работы, импульсных усилителей М-типа с замкнутым электронным потоком (амплитрона, ультрона), что может быть использовано для повышения коэффициента усиления.
Предлагаемый катод можно применять в приборах М-типа с разомкнутым электронным потоком (типа дематрон), в том числе в приборах линейной конструкции.
Предмет изобретения
Прибор М-типа с пространством взаимодействия, образованным катодом и анодом, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости и стабильности нарастания колебаний рабочей частоты, поверхность катода имеет по крайней мере два ряда штырей с заостренными концами, обращенными к аноду, ряды штырей расположены, вдоль линий магнитного поля, а расстояние между соседними рядами равно периоду СВЧ-поля рабочего вида колебанийй.
355692
Составитель Е. Балабан
Техред А. Камышникова
Корректор С. Сатагулова
Редактор Т. Орловская
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 3595)2 Изд. № 1498 Тираж 406 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5
