Электронная пушка
1. ЭЛЕКТРОННАЯ ПУШКА, содержа-, щая катод с отверстием в центре, анод,| фокусирующий электрод и штырь, расположенный в отверстии катода, отличающаяся тем, что, с целью снижения модулирующего напряжения и увеличения мощности электронного пуч-.ка, выступающая часть штьфя выполнена ввиде ступенчатого тела вращения, состоя- •щего из трех цилиндрических частей, при-- чем диаметр средней части штыря больше диаметров остальных частей.2. Электронная пушка по п.1, отличающаяся тем, что первая цилиндрическая часть штыря., расположенная ближе к катоду, имеет диаметр 0,4-' 0,95dgy и продольный размер 0,15- 0,251^, вторая цилиндрическая часть штьфя имеет диаметр 0,8-1d^g, а продольный размер 0,25-0,31 ш, третья ци'^ линдрическая часть имеет диаметр 0,4- 0,5d^g и продольный размер 0,4-0,61ц(,, а продольный размер штьфя 1ш" 0,4- 0,61^и, где d Кб ~ внутренний диаметр эмиттирующей поверхности катода; lui~ продольный размер штьфя; 1 ^jj-расстояние от внутренней кромки змиттирующей поверхности катода от анода.(ЛИзобретение относится к электронной технике, в «астности к конструкциям электронных пушек для СВЧ-приборов типа "О",Известны электронные пушки, содержашие кольцевой катод, анод, фокусирующий электрод и штьфь, расположенный в центре катода, которые используются для бессеточной модуляции.Из известных электронных пушек наиболее близкой по технической сущности является электронная пушка, содержащая катод с отверстием в центре, анод, фокусирующий электрод и штьфь, расположенный в отверстии катода. ; Модуляция в этой пушке осуществляется по фокусирующему электроду и штьфю.Недостатком известных конструкций является высокое модулирующее напряжение, составляющее 15% напряжения анода и малая мощность электронного. пучка.Целью изобретения является снижение модулирующего напряжения и повышение мощности пучка.Поставленная цель достигается за счет того, что выступающая часть штьфя вьтолнена в виде ступенчатого тела вращения, состоящего из трех цилиндрических частей, причем диаметр средней части штьфя больше диаметров остальных частей. При этом целесообразно вьтолнить штьфь в соответствие со следующими соотношениями: первая цилинд-ОдОсд4^ ^00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СаЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„605478 (g1)g Н 01 3 23/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 2385746/18-25 (22) 19.07.76 (46) 07.04.90. Бюл. Р 13 (72) Т.В.Муравьева (53) 621.385.6 (088.8) (56) Хотяинцев С,Н .: и др. Мощные электронные пушки с управляющими электродами. - Известия ВУЗов СССР.
Радиоэлектроника, 1971, т. 14, И- 9, с. 998-999.
Патент США В 2943234, кл. 315-30, 1960. (54)(57) 1. ЭЛЕКТРОННАЯ ПУШКА, содержащая катод с отверстием в центре, анод, фокусирующий электрод и штырь, расположенный в отверстии катода, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения модулирующего напряжения и увеличения мощности электронного пуч. ка, выступающая часть штыря выполнена в
Изобретение относится к электронной технике, в частности к конструкциям электронных пушек для СВЧ-приборов типа "0".
Известны электронные пушки, содержащие кольцевой катод, анод, фокусирующий электрод и штырь, расположенный в центре катода, которые используются для бессеточной модуляции.
Из известных электронных пушек наиболее близкой по технической сущности является электронная пушка, содержащая катоц с отверстием в центре, анод, фокусирующий электрод и штырь, расположенный в отверстии катода.
Модуляция в этой пушке осуществляется по фокусирующему электроду и штырю, 2 виде ступенчатого тела вращения, состоящего из трех цилиндрических частей, причемм диаметр средней части штыря больше диаметров остальных частей.
2. Электронная пушка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что первая цилиндрическая часть штыря, расположенная ближе к катоду, имеет диаметр 0,4
О, 95 d su и продольный размер О, 150,251, вторая цилиндрическая часть штыря имеет диаметр 0,8-1 д«, а продольный размер 0,25-0,31, третья цилиндрическая часть имеет диаметр 0,40,5 с « и продольный размер 0,4-0,61 „ а продольный размер штыря 1 = 0,40,61, где d „ — внутренний диаметр эмиттирующей поверхности катода; 1 — Е продольный размер штыря; 1„ †расстояние от внутренней кромки эмиттирующей поверхности катода от анода. С."
Недостатком известных конструкций ф( является высокое модулирующее напря- >ф жение, составляющее 157. напряжения анода и малая мощность электронного. ( пучка.
Целью изобретения является снижение модулирующего напряжения и повышение мощности пучка.
Поставленная цель достигается за счет того, что выступающая часть штыря выполнена в виде ступенчатого тела вращения, состоящего из трех цилиндрических частей, причем диаметр средней части штыря больше диаметров остальных частей. При этом целесообразно выполнить штырь в соответствие со следующими соотношениями: первая цилинд605478 рическая часть, расположенная ближе к катоду, имеет диаметр 0,4-0,95 д,к, а продольный размер О, 15-0„251+, вторая цилиндрическая часть штыря имеет диаметр 0,8-1d à продольный размер
0,25-0,31,, третья цилиндрическая часть имеет диаметр 0,4-0,5 d,Ke и продольный размер 0,4-0,61„,, я продольный размер штыря 1 = 0,4-0,61 „„, где d — внутренний диаметр эмиттирующей поверхности катода;
1„ - продольный размер штыря;
1 а — расстояние от внутренней кромки эмиттирующей поверх- 15 ности катода до. анода.
На чертеже приведена геометрия электродов предлагаемой пушки, где 1 катод, 2 — анод, 3 — фокусирующий электрод, 4 — штырь, 5 — эквипотенвиали, 6 — электронные траектории, 7
П (ит характерная эквипотенциаль
Модуляция пучка осуществляется с ,ПОМОЩЬЮ НЯПРЯЖЕНИЯ, ПОДЯВЯЕМОГО НЯ фокусирующий электрод и штырь. В рябд-. чем режиме, когда пушка отперта, на управляющие электроды подается потенциал, положительный относительно катода. Когда пушка заперта, на управ30 ляющие электроды подается потенциал, отрицательный относительно катода.
Предлагаемая форма штыря позволяет увеличить первеанс пучка (мощность пучка) и снизить модулирующее напряжение. Это показано как расчетным 35 путем, так и экспериментальным. На основании расчетных и экспериментальных данных определены основные соотношения размеров штыря. Из рассмотрения,поля, образуемого электродами пушки, следует, что увеличение диаметра штыря в области до эквипотенБмт цияли — — приводит к увеличению пера
45 венства и уменьшению модулирующего напряжения. Увеличение диаметра штыряв этой области ограничено внутренним диаметром катода и токооседанием.на штырь . Продольный размер штыря определяется параметрами пучка. Увеличение длины штыря более, чем 0,6 расстояния катод — анод (расстояние отсчитывается от внутренней кромки эмиттирующей поверхности катода), приводит к изменению структуры пучка (пучок становится существенно неламинарным), увеличению диаметра пучка и уменьшению микропервеанса (мощности пучка). Уменьшение длины штыря менее, чем 0,4 расстояния катод — анод приводит к увеличению мощности пучка, но существенно ухудшает структуру пучка. Диаметр цилиндрической части штыря расположенной ближе к катоду, 0,4-0,95 d zz и продольный размер О, 150,251 определяют электрическую прочность пушки и зависят от напряжения между катодом и штырем. Диаметр второй цилиндрической части штыря составляет О, 8-1 d . Уменьшение диаметра менее 0,8 d и изменение пределов продольной длины второй цилиндрической части штыря 0,2-0,31 приводит к уменьшению мощности пучка и увеличению модулирующего напряжения более, чем на З . Увеличение диаметра второй цилиндрической части штыря приводит к токооседанию на штырь. Третья цилиндрическая часть штыря имеет диаметр 0,4-0,5 d ц. Увеличение этого диаметра приводит к уменьшению мощности пучка и увеличению модулирующего напряжения, а уменьшение диаметра и изменение продольной длины этой части штыря более, чем 0,61щ и менее 0,41,д приводит к осуществлению наламинарности пучка.
Важным достоинством предлагаемой пушки является высокая ламинарность потока, который можно оптимально., согласовать с фокусирующим полем, B частности с периодически магнитным полем. Это подтверждает как расчет, так и эксперимент. Таким образом, если в известной конструкции модулирующее ее напряжение составляет примерно
15-20, то предлагаемая форма штыря позволяет сформировать пучок и создать пушку с пониженным напряжением модуляции порядка 4-67. От напряжения анода (при одинаковых микропервеансах в известной и предлагаемой пушках).
Предлагаемая форма штыря позволяет снизить модулирующее напряжение и одновременно увеличить мощность пучка, а это позволяет в конечном итоге снизить вес модулятора, что важно для бортовой аппаратуры. 605478
Редактор Л.Письман
Техред А.Кравчук
Корректор H,Êîðîëü
Заказ 1690 Тираж 396 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
