Высокочастотная электронная пушка

/ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП И АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет ло делам изобретений и открытий.6 (088. 8) Дата опубликования описания 1 7 . 07 . 8 1(72) Авторы изобретения В.Л. Ауслендер, В. А, Поляков и Г. И. Кузнецов Институт ядерной физики СО АН СССР(54) ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ПУШКА Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к устройствам инжекции электронов в высокочастотные ускорители.Известны устройства для получения коротких сгустков в высокочастотных ускорителях 1 11.В резонатор вводятся предварительно ускоренные электроны,. После резонатора они группируются в сгуст 0 ки в пролетном пространстве. В этом случае велики потери частиц, значителен энергетический разброс.Электроны с катода вытягиваются электрическим полем резонатора и толь 15 ко одним полупериодом в/ч напряжения, т.е. можно сразу получить сгустки электронов. Недостатками такого устройства являются большой энергетический разброс, наличие потока обратных электронов после смены полярности в/ч напряжения. Обратные электроны магнитным полем резонатора фокусируются в тонкий пучок и при достаточной мощности прожигают катод,или уменьшают срок его службы,Энергетический разброс можно уменьшить, поместив сетку между катодом иполостью резонатора и подавая смещение на катод. Зто же уменьшает и количество обратных электронов.Известна трехэлектродная электронная пушка для клистрона, состоящая из резонатора с высокочастотнымвводом накаливаемого катода, держатель которого укреплен при помощиизолятора на стенке резонатора, сетки, расположенной на стенке резонатора против катода 1 21 . На катод подается постоянное смещение, т,е.задается угог. отсечки тока с катода.Так как потенциал сетки отрицателенпо отношению к катоду, сеточные токи отсутствуют.В этой пушке повышение тока с ка - тода требует уменьшения напряжения смещения на катоде, но при этом появляются обратные электроны. Умень20 3 71351шение энергетического разброса тре- .бует противоположного.Цель изобретения - увеличение тока с катода,Это достигается тем, что держатель катода заземлен через индук 5тивность и резистор, при этом на держателе катода через изолятор укреплен электрод, соединенный резисторами со стенкой резонатора.На фиг. 1 показана предлагаемаяпушка, общий вид; на фиг, 2 - формаосновных напряжений и тока.Предлагаемая высокочастотная электронная пушка состоит из резонатора1 с в/ч входом 2; катода 3, укрепленного на держателе 4 катода; сетки5, размещенной на стенке резонаторапротив катода; подогревателя 6 катода, Держатель 4 катода изолированот стенки резона."ора изолятором 7;держатель 4 катода, изолятор 8 пластина 9 образуют конденсатор, одинэлектрод которого - пластина 9 - соединен со стенкой резонатора резисто 25рами 10, другой - держатель 4 катодасоединен через индуктивность 11 и резистор 12 с землей. Индуктивность 11сделана из коаксиального кабеля, повнутреннему проводу которого пропу 30щен накал; ускоренные электроны выводятся из резонатора через диафрагму 13.В этой конструкции реализуется возможность не постоянного напряжения35смещения на катоде.Высокочастотная электронная пушкаработает следующим образом.На катоде 3 поддерживается постоянное напряжение смещения О 1 цепоч 40кой автоматического смещения, образованной емкостью на изоляторе 8, индуктивностью 11 и резистором 12.Ток с катода (фиг. 2) начинаетсякогда напряжение ОО -станет равнымР 45напряжению смещения О, где ООР - действующее на катод напряжение резонатораО - проницаемость сетки; О " мгновенное значение напряжения на резонаторе. Заряд, унесенный пучком с катода,1 50заряжает емкость катод до напряжения О, которое складывается с напряжением О Когда напряжение О + Останет вновь равным ООр, ток с катода прекратится и емкость катода раз 55 0 4.рядится через резистор 10 и емкостьна изоляторе 8. К следующему ускоряющему полупериоду в .ч. колебаний врезонаторе напряжение смещения накатоде вновь равно О . Напряжение Ц,поддерживается резистором 12.В данном случае начало тока с катода приходится на меньшее мгновеНное значение напряжения на резонаторе, чем его конец, но пролетноевремя позволяет набрать электронамдостаточную энергию. Прекращение токапри большом напряжении дает возможность всем электронам покинуть резонатор, т.е. отсутствуют обратные электроны.Понижение среднего напряжения смещения на катоде повышает ток пушки.Смещение точек отсечки тока с катода позволило избавиться от обратных электронов и получить ширинуспектра электронов на выходе резонатора 50 кэв на уровне 1,5 Мэв,т.е. 3,57. В резонаторе без смещенияточек отсечки ширина спектра равнаЗОЖ при одинаковом среднем токе навыходе и обратные электроны разрушаюткатод, не позволяя получить требуемую мощность,формула изобретенияВысокочастотная электронная пушка, включающая резонатор с высокочастотным вводом, накаливаемый катод,держатель катода, укрепленный припомощи изолятора на стенки резонатора, и сетку, расположенную на стенке резонатора против катода, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюувеличения тока с катода, держателькатода заземлен черезиндуктивностьи резистор, при этом на держателекатода через изолятор укреплен электрод, соединенный резисторами состенкой резонатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Вальднер О.А., Власов А, Д,и Шальнов А.В. Линейные ускорители, -М.: Атомиздат, 1969,2. Патент США У 2813997,кл . 35-5, 46, опублик. 1970.