Магнетрон

НМ 72 ЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕ ТЕЛ.77(21) 2499088/ 22)Заявлен Х 25/509Х 25/580Х 23/32 исоединением заяв 1 ооудяротвеииьб 1 комитет СССР яо аеяем изобретеиий и открытийта опубликования описания 07,32Бузик, Н. Н. Га и И. Й. Тр2) Авторы изобретени В, В. Гаплевс нь ки тно-конструкторское бюро института рад ектроники АН Украинской ССР(5 нужно распределитьнагрузками,мощность колеба между нескольки маг огср В мошном м троне непрерыв выводится иэ р от другого рез каналам 2) . Зт нат рг ого д ствия эн остоящи по отде ообраэно оди ядв рвв онаторо о целес ласколей,ьным когда Изобретение относится к многорезонаторным магнетронвм для коротковолновой аси СВЧ-диапазона, в частности к магнетронам, работающим на видах колебаний, отличных от т 1 =О и п=%Известны магнетроны, в которых для повышения КПД и выходной мощности путем увеличения связи реэонаторной системы с нагрузкой энергия выводится из двух резонаторов 11 . В этих конст- рукциях коаксиальный выходной волновод связан с реэонвторной системой двумя симметричными щелями или петлями расположенными в смежных резонаторах, колебания в которых противофазны. Существенным условием в этом случае является работа магнетронв на Ю -виде колебаний. В конструкции магнетрона с направленной связью изогнутый выходной волновод своей кольцевой частью, огибающей резонаторную систему магнетрона, связан с несколькими резонаторами. фаза волны в волноводе должна быть согласована с фазой колебаний резонаторов, подключенных к волноводу 31. Эго условие исключает воэможность подключения смежных резонаторов и делает конструкцию громоздкой.Ближайшим прототипом изобретения является магнетрон, содержащий равнореэонаторную колебательную систему, состоящую иэ чередующихся резонаторов двух групп - четных и нечетных, и выходной волновод, связанный с резонатором одной иэ групп 41;Эги магнетроны, вк сических, работающихебокий, используютВбаниз 669972 4обладающий дублетной структурой, Этоозначает, что в резонаторной системевозможны два распределения высокочастотного поля, соответствуюцие двумсоставлякщим частотного дублета. Раз 5деление резонаторов колебательной системы на две группы чередующихсянечетных и четных резонаторов условно.Для рабочего - -вида колебаний энер-2гия каждой из составляющих дублета за- Опасена, главным образом, в соответствующей ей одной из групп резонаторов. Поэтому выходной волновод, подклк- ченный к резонатору одной из групп,напримерь нечетному, оказывается связанным только с одной из состоящихдублета,что в значительной мере ограничивает полноту использования возможностей магнетронного генератора,равна сдвигу фазы между колебанияминечетного и четного резонаторов, связанных этими волноводами.Выходной и фазирующий волноводывыполнены в виде параллельных прямоугольных волноводов, имеющих общуюширокую стенку.Выходной и фазируюший волноводысвязаны со смежными резонаторами.Ыа фиг. 1 изображен магнетрон, ра 40ботающий на Ж -виде колебаний первой2отрицательной пространственной гармоники;на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.Магнетрон содержит равнорезонаторнуюколебательную систему 3, выходной вол 45новод 2, дополнительный волновод 3 имагнитную систему с полюсами 4, 5,Выходной и дополнительный волноводы 2, 3 имеют общую широкую стенку 650и через отверстия 7 и согласующиетрансформаторы 8 связаны со смежнымирезонаторами колебательной системы 1,При работе магнетрона на Х -виде2колебаний возбуждаются электромагнитные55колебания, являющиеся суперпозицией.обеих составляющих дублета, энергия одной из которых запасается в нечетныхрезонаторах, а другой - в четных, Вывод- (1+в,й Цель настоящего изобретения - повы шение .коэффициента полезного действия и выходной мощности таких магнетронов путем осуществления связи высокочастотной нагрузки с обеими составляющими дублета.25Поставленная цель достигается введением в магнетрон дополнительного волновода, связанного с резонатором другой группы, причем выраженная и радианах разность электрических длин волноводов энергии из нечетного и четного резонаторов осуществляется через выходной 2 и дополнительный волноводы 3, включенные параллельно. Для обеспечения синфазности волноводных волн, приходящих в место их параллельного соединения, параметры волноводов взяты такими, что разность их электрических длин, выраженная в радианах22 Л - Мравна сдвигу уазы между подключенными нечетным и четным резонаторами где Ьви Ь, - длины выходного и фазирующего волноводов; 3,и Аф- их волноводные длины волн; в - число резонаторовмежду подключенными к волноводам резонаторами по кратчайшему пути.Таким образом, если в магнетроне содним выходнрмволноводом 2 высокочастотная нагрузка эффективно связанатолько с одной из составляющих дублета,то в предлагаемом магнетроне благодарядополнительному волноводу 3 в нагрузкупоступает сумма мощностей от обеихсоставляющих. Благодаря более полномуиспользованию волновой энергии, запасаемой в резонаторной системе 1, повышается КПД магнетрона и, следовательно,его выходная мощность,Если электрическая длина дополнительного волновода 3, например, меньше электрической длины выходного волновода 2, то для обеспечения условия фазировки фаза колебания четного подключенного резонатора должна отставать от фазы подключенного нечетного резонатора, Эго происходит в том случае, когда направление азимутального вращения волны рабочего вида колебаний резонаторной системы 1 совпадает с направлением поворота от нечетного подключенного резонатора к четному по кратчайшему пути. Направление же вращения электронного блока, которое должно совпадать с направлением вращения обратной пространственной гармоники, будет противоположным. Ориентация магнитного поля, необходимая для такогонаправления вращения электронного блока, определяется в соответствии с правилом левой руки, В соответствии сэтим правилом направление от северного магнитного полюса 4 к южному 55 6 должно совпадать с поступательным движением помещаемого по оси правого винта при вращении его головки от, дополнительного волновода 3 к выход, ному 2 по кратчайшему пути. При обратном направлении магнитного поля необходимая фазировка колебаний в волноводах 2, 3 не выполняется и мощность в нагрузку практически не поступает.Выполнение выходного и фазирующего волноводов 2, 3 в виде прямоугольных волноводов разного поперечного сечения, но одинаковой длины с общей широкой стенкой 6 и подключение их к смежным резонаторам позволяет упростить конструкцию магнетрона и облегчить технологию, его изготовления.Замена таким прибором известных конструкций магнетронов существенно улучшит характеристики соответствукицей аппаратуры. 69972 6из групп, о т л и ч а ю щ и й с я теьчто, с целью повышения КПД и выходноймощности, в него введен дополнительныйволновод, связанный с резонаторамидругой группы, причем разность электрических длин обоих волноводов равнасдвигу фазы между колебаниями четного и нечетного резонаторов, связанныхс ними,1 о 2. Магнетрон по и. 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что основной и дополнительный волноводы выполнены в видепараллельно расположенных прямоугольных волноводов, имеющих общую стенку.15 3. Магнетрон по пп, 32, о т л ич а ю щ и й с я тем, что оба волноводасвязаны со смежными резонаторами.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 Патент США % 2817790,кл, 315-39.53, 10,09,57,2. Патент фРГ М 1541933,кл, 21 Д 13/16, 10,10.74,3. Патент США % 2481151,кл. 250-27.5, 26,09,50,4, Трутень И. Д, и др, Импульсныемагнетроны миллиметрового диапазонаволы в режиме пространственной гармоники, - "Украинский физический журналт, 20, 1975, % 7, с. 1170-1176 формула изобретения25 1, Магнетрон, содержащий равнорезонаторную колебательную систему, состоящую из чередующихся резонаторов друх групп - четных и нечетных, и выходной волновод, связанный с резонатором одной НИИПИ аказ 7666/1 Тираж 923 Подписио илиал ППП фПатеитф, г. Ужгород, ул. Проектная,