Магнетрон

6949 И о и и 1 д-н-и и ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ополнитель вт. свид-ву Заявлено 21.11.77 (21) 2545771/18 1) М. Кл,Н 011 25/50 с присоединением заявки) Приоритет Государственный комитет СССР(45) Дата опубликования описания 30.10.79 53) УДК 621.385,6Г, П, фоменк С. Сулактейн 71) Заявите Научно-исследовательский Томском ордена ОктябрьскойКрасного Знамени политехнич нститут ядернои Революции и орд ком институте им изики прина ТрудовогоС. М, Киров(54) МАГНЕТРОН Изобретенможст бытьсверхмощны.росекунднойИзвестно,приняты спуходит из паксиальномлес), что снитройства ирации. хинке СВЧ и ля генерации нано- и мике относится к теиспользовано дСВЧ-импульсовдлительностей,что в магнетронциальные меры,остранства взаинаправлении (джает электронножет привести к х, еслчастьмодейсто 50%1 й КПДсрыву и н к оне(72) Авторы изобретения А. Н. Диденко, В Имеется целый ряд устройств, в которых для предотвращения этого эффекта применяются концевые экраны различных конструкций, представляющие собой короткие учас ки увеличенного диаметра по обоим краям катода. Концевые экраны всегда находятся иод тем же потенциалом, что и катод, и предотвращают утечку электронов из пространства взаимодействия за счет искажения эквипотенциальных поверхностей электрического поля вблизи краев анодного блока. Однако даже при использовании термоэмиссионных катодов концевые экраны могут эмиттировать электроны как первичные (за счет высокой температуры самих электронов и накопления на них активного вещества с катода), так и вторичные (за счет бомбардировки экранов электронами, продольно движущимися в пространстве взаимодействия).В магнетронах, позволяющих генерировать сверхмощные СВЧ-импульсы на осно, ве использования сильноточных релятивистских электронных пучков, применяются холодные катоды, работающие в режиме авто- или взрывной эмиссии. Магнетрон при этом содержит катод, окруженный 1 О многорезонаторным анодным блоком, которые соединены с электродами линии Блюмляйна, Однако в данном магнетроне мер по предотвращению утечки электронов из пространства взаимодействия принято не 15 было. Применение же концевых экрановпри использовании холодных катодов приведет к резкому возрастанию утечки электронов с последних за счет автоэмиссии.Этот эффект особенно существенен при ра боте катода в режиме взрывной эмиссии.Известен магнетрон, содержащий катод,окруженный многорезонаторным анодным блоком, которые соединены с электродами, подводящими напряжение, в котором для 25 предотвращения утечки электронов из пространства взаимодействия в торцовые полости магнетрона, ограниченные полюсными наконечниками или крышками прибора, помещены металлические кольца, изолиро ванные от анодной системы и катода. ЭлекСоставитель С. Шито корректор Л. Орлова Редактор ряков вред Н. Строганова 1 одписное откргятпи Изд. М б 14 Тираж 923сударственного комитета СССР по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушская паб., д. 4,5 Заказ 2216/14 11 ПО Поиск ипографня, пп. Сапунова,троны с катода, попадающие на этп кольца, накапливают на них электростатический заряд, который после достижения определенной величины начинает препятствовать утечке электронов из пространства взаимодействия. Однако при использовании в магнетроне релятивистского сильпоточного электронного пучка невозможно обеспечить изоляцию подобного устройства из-за большой величины тока и высокой напряженности электрического поля в зазоре анод - катод.Целью изобретения является ограничение тока, уходящего из пространства взаимодействия, и за счет этого увеличение КГ 1 Д генерируемой мощности и повышение стабильности колебаний магнетрона.Цель достигается тем, что в магнетрон введена дополнительно диэлектрическая труба, состыкованная аксиально с анодным блоком со стороны, противоположной подводящим электродам, причем ее длина равна или превышает длину волны генерируемых колебаний,Устройство, схематично изображенное на чертеже, содержит вакуумплотную заглушку 1, диэлектрическую трубу 2, анодный блок 3, катод 4, подводящие электроды 5.1(атод 4 соединен с центральным электродом 5 линии Блюмляйна или непосредственно с генератором импульсного напряжения (при микросекундной длительности импульса напряжения). Анодный блок 3 соединен с внешним электродом линии Блюмляйна и заземлен. К нему прикреплена диэлектрическая труба 2, закрытая вакуумплотной заглушкой,Импульсное магнитное поле, создаваемое, например, катушками, образующими пару Гельмгольца, направлено вдоль оси прибора, Импульс напряжения приложен между катодом 4 и анодным блоком 3 и создает электрическое поле, перпендпку лярное к направлени 1 о магнитного поля.Вывод ОВЧ-энергии производится от одного из резонаторов, например, с помощью волновода.На входе в диэлектрическую трубу 2 из меняются граничные условия и распределение собственного электромагнитного поля пучка, что ведет к его торможению на длине, где с - скорость света, озь - плазИ15 менная частота.Таким образом, электроны запираются впространстве взаимодействия, что ведет к увеличению электронного КПД на - 20% генерируемой мощности и повышению ста бильности колебаний магнетрона. Формула изобретения 25 Магнетрон, содержащий катод, окруженный многорезонаторным анодным блоком,которые соединены с электродами, подводящими напряжение, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью ограничения тока, уходя 30 щего из пространства взаимодействия, дополнительно введена диэлектрическая труба, состыкованная аксиально с аноднымблоком со стороны, противоположной подводящим электродам, выполненная в соот 35 встствип со следующим соотношением:lд) Хр,где 1 д - длина диэлектрической трубы,г, - длина волны геерпруемых колебаний.