Магнетрон

(19) (1 За) Н 01 3 25/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССУ 329843, кл. Н 01 Л 25/50,опублик. 1976.2. Патент США. У 2983843,кл. 315-39.65, опублик. 09.07.6 1(54)(57) МАГНЕТРОН, содержащий цилиндрический корпус и резонаторную систему ламельного типа со связками с четным числом резонаторов,в которых между ламелями, закрепленными на корпусе, расположены две дополнительные ламели, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью увеличения рабочей длины волны магнетрона при сохранении малых размеров прибора и повышении выходной мощности, дополнительные ламели удалены за связки в сторону корпуса и соединены с корпусом через диэлектрические прокладки из материала с повышенной теплопро" водностью.1Изобретение относится к магнетронам, в частности к магнетронам, работающим в длинноволновой части деци метрового диапазона волн и предназначенным преимущественно для СВЧ 5 нагрева в медицине и промышленности.Известен магнетрон, содержащий .резонаторную систему ламельного типа со связками, в которой число резонаторов, образованных ламелями, 10 прикрепленными к корпусу, меньше общего числа ячеек, с которыми взаимодействует электронный поток 1 .Наиболее близким к изобретению по технической сущности является 15 магнетрон, содержащий цилиндрический корпус, и резонаторную систему со связками,с четным числом резонаторов, в которых между ламелями, закрепленными на корпусе, расположены две 20 дополнительные ламели, также закрепленные на связках.При такой последовательности и четном числе ламелей, сохраняется не только необходимый для колебаний 25 П-вида сдвиг фаэ ВЧ электрического напряжения на соседних ячейках, но и достигается необходимое распределение ВЧ магнитного поля в резонаторах магнетрона. 30Отличительной особенностью магнетрона является такое высокое вол-новое сопротивление, которое обязано как уменьшенному в три раза числу резонаторов (по сравнению с числом З 5 ячеек резонаторной структуры), так и увеличенному волновому сопротивлению каждого резонатора за счет большой его индуктивности и уменьшенной емкости 22.40Недостатками известного магнетрона является небольшой выигрыш в рабочей длине волны, поэтому размеры магнетрона, рассчитанного на работу в длинноволновой части дециметрового 45 диапазона, остаются достаточно бель- шими; теплоотвод дополнительных элементов, не укрепленных на корпусе, осуществляется только на связки, в связи с этим вдоль связок получается 50 большой температурный градиент, при" водящий к деформациям связок и всей периодической структуры даже при относительно небольшой непрерывной (или средней) мощности магнетрона,а 55 также то, что резонаторная система магнетрона неудовлетворительна и в отношении механической прочности особенно при малом числе ячеек периодической структуры анода.Целью изобретения является увеличение рабочей длины магнетрона присохранении малых размеров и повышениивыходной мощности,Поставленная цель достигаетсятем, что в магнетроне, содержащемцилиндрический корпус и резонаторнуюсистему ламельного типа со связкамис четным числом резонаторов, в которых между ламелями, закрепленными накорпусе, расположены две дополнительные ламели, которые удалены засвязки в сторону корпуса и соединены с корпусом через диэлектрическиепрокладки из материала с повышеннойтеплопроводностью.На фиг. 1 показан магнетрон с минимальным числом ячеек резонаторнойсистемы (Я=б), планее на фиг.2 - тоже, И=12, на фиг,3 - магнетрон, видсбоку.Магнетрон содержит, цилиндрический корпус 1 анодного блока, резонаторную систему ламельного типа сосвязками, включающую в себя четноечисло ламелей 2, укрепленных накорпусе (соответственно две ламелив магнетроне с И=б и четыре ламелив магнетроне с И=12), и по две дополнительных ламели 3, укрепленныхна связках 4 и 5, причем ламели 3расположены между ламелями 2. Допол.нительные ламели выполнены из пластин, выступающих за связки 4 и 5.При этом между их боковыми поверх-ностями образуются определенные емкости. Между дополнительными ламелями 3 и корпусом 1 выполнены зазоры 6, в которые помещены припаянныек ламелям 3 и корпусу 1 диэлектрические прокладки 7. Величина зазора6 обычно равна или меньше ширины ла"мели 3. Диэлектрические прокладки7 могут быть выполнены в виде пластин, занимающих весь объем зазоров6, или в виде цилиндрических шайб 8.Кроме того, магнетрон содержит такжейвывод 9 энергии, катод 10 спиральнойконструкции и магниты 11. Магнетрон работает следующим образом.Взаимодействие электронного потока с ВЧ напряжением осуществляется на П-виде, когда наведенные на соседних ячейках ВЧ поля противофаэны, Связь между анодным напряжением,магнитным полем, радиусами анода н катода и число ячеек определяется так же, как в магнетроне, имеющем число резонаторов равное числу ячеек. Рабочая длина волны магнетрона, волновое сопротивление и амплитуда ВЧ напряжения в пространстве взаимодействия зависят от числа В резонаторов, которое равно 3. Рабочая волна экспериментального магнетрона большая (лф 65 см). Необходимое волновое сопротивление, равное приблизительно 12 Ом, получено при Я=б.При этом величина внешней добротности не превышает 80, что обеспечивает высокий контурный КПД. Магнетрон работоспособен на нагрузку с КСВН=З в любой фазе. Малое число ячеек и резонаторов в магнетроне обеспечивает большое разделение по частоте между рабочим и другими видами,что позволяет осуществлять его питание на переменном токе с промьппленной частотой.Применение магнетрона решает проблему создания высокоэффективных источников СВЧ энергии, работаю. щих на частоте 460 МГц в народном хозяйстве, прежде всего в медицине при комплексном лечении онкологических заболеваний. В настоящее время источниками СВЧ энергии в этом диапазоне являются триоды, имеющие отно"сительно невысокий КПД и к тому же необладающие устойчивостью работы на Б сильно рассогласованную нагрузку (допустимый КСВН не превышает 1,3-1,6).Создание генераторов с применениемпредлагаемого магнетрона устраняетэти недостатки. Его небольшие раэме 10 ры позволяют, кроме того, уменьшитьразмеры СВЧ генератора и упроститьсхему питания, так как магнетрон допускает эксплуатацию от источникапеременного напряжения, без фильтров 15 в анодной цепи.Магнетрон прост в конструктивноми технологическом отношении. Благодаря малым размерам (по сравнению сизвестным магнетроном и триодом) в 20 его конструкции уменьшено применение таких металлов как медь и.припойна основе серебра, Поскольку онимеет малое число ячеек (И=б), диаметр его катода относительно невелик 25 (около 0,5 см), при этом по сравнению с известным магнетроном приблизительно в 3-4 раза меньше требуетсяиридия, используемого в качествесоставного элемента эмиттирующего ЗО слоя катода в аналогичных по применению магнетронах.1088087 Зимокосов Тираж,683 Подп ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д.Заказ 2683 атент", г. Ужгород, ул, Проектна илиал ППП Редактор О, Черниченко Составитель В. БаклаковТехред Т.Маточка Коррек