Электровакуумный свч-прибор о-типа

,р СОЮЗ СОВЕТСКИ 1(СОЦИЛЛИСТИЧЕОИХРЕСПУБЛИН 191 (111 ЕН титу и В.В. Смороди нт Великобр кл. Н 01ании29/7 б убетение отноки СВЧ, а имприборам си юстировкойаким как лам тся к о астиктрофокуенно к элемагнитнойэлектроннла обратно ичногокул яр расстоа и в преэлектронног де потока, м; 1/1 - отноше зазора ва вза 1 с - коэффицнк маг е прос твн:; равный ой над итн ого ранстодей ент,гннтн кцци енню на о.и в плоскости к индукции в той жс т ксе ОСУДАРСТБЕННЦЙ КОМИТЕТ10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ П(НТ СССР Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ( 46) 07.05.93Бюл. Р" 1721) 4360479/2122) 08,01.8871) Радиоастрономический иАН УССР(57)Иэобрсзле ктронивакуумнымсиров койпотока, т ское свидетельство ССС кл. Н 01 Л 23/08, опу Изобретение относится к области электроники СВЧ, а именно к электровакуумным приборам с магнитной фокусировкой и юстировкой электронного потока, и может найти применение при разработке и создании пакетированных конструкций электровакуумных приборов миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов, таких как ЛОВ, клинотронов, оротронов, ГЛИ и т.п.. Целью изобретения является повышение КПД за счет обеспечения юстировки электронного потока при минимальной д.тине магнитного зазора.ЦелЬ достигается тем. что в магнитной системе, содержащей полюса иэ магнитов с различным направлением намагниченности, один иэ полюсов .выны, клинотрон, генератор динамичес"кнх импульсов и т.п. Целью изобретения является повьппение КПЛ за счетобеспечения юстировки электронногопотока при минимальной длине магнитного зазора. Цель достигается тем,что в магнитной системе прибора, содержащей полюса с различным направлением намагниченности, один из полюсоввыполнен с возможностью эксцентричного вращения в плоскости, перпендикулярной продольной оси прибора. Приэтом упрощается юстировка прибора,а также увеличивается фокусирующее.магнитное полесвследстиие того, чтодлина зазора магнитной системы может выбираться равной продольномуразмеру электроино-оПтической системы прибора. 3 ил. полнен с возможностью эксцент вращения в плоскости, перпендт ной продольной оси прибора, а яние сГ(м) между центром погно центром его вращения выбирают делах 1 1+1Сус 2 д1 1 сТ 1 с - 1 1, К1 с - 1 агсСд(со Вдт(1 демой ттр(Вт(10110510 ж 1 В(л ЦтЛЮСОМ.Прц тяком техническом реп(еции отца;Вдет цеобходттмостт и юстироночцом уст ВойсттзР рдсцоложР нттом в 3 да( )е ТДК КДЕ РГО фУЦКЦИ(1 РЦЦОЛНЯРТ МДГНИТ- цдя ст(стРмд тОчнее состд 11 лян)щиР Ре Вттец В. Зто позволяет зндчительцо Вч(ростить кяк механизм юстцровки, так 10и коцструкцттю цдкетиронанцого н пред"ложеццой магнитной системе СВЧ-прибоРа Н тР 11 ОМ, а КРОМЕ ТОГО, ПОЛУЧИТЬувеличение магнитного поля н .зазоребез уцеличеция веса и габаритов си.)теттт за счет максимального сокрдщетптя ДЛИНЫ ЗазОРа, КОтОРДЯ НЕ ттРЕВЫПВас длттцы прибора и определяется только:Вт( м коцструктинным размером, Приэтв преттдоженцом. рептеции обесттечи" 20.(5( е тс 51 зффР к тив идя юс ттт)Он к д эле кт ро 1"т(010 потока, выполняемая путем экс(В(.В(тртт того цлоскопараллельного нращеВ(я Од 110 ГО из ттолюсон систетлы Вокруг1(т) д 5 ьцой оси прибора, 25(1 и. 1 схематически изображено 1(В етт(ВВ)жеццое устройство, цродольньтйрдзрРэ 1 ца Въиг. 2.представлен разрез Л-Л ца фцг. 1; ца фттг. 3 показана векО торная диаграмма полей и траекторий электронного потока в системе координат магнитного зазора, и замедляопет системы (ЗС) СВЧ-прибора.П)тп(тсд 1 и 2, помещенные в арма 35 туру из колец 3, соединенных стойка. мц ГВ, об)разуют плоскопараллельцый рабочий зазор ВС 1)Е, Полюс 1 ттомещен (здкреттлец, например, кремний-органи-. ческим клеем В)Т"200) в промежуточ 40 ное кольцо 5 с эксцентриситетом 1 т( Отцосительцо оси симметрии Е магнитной системы, которое, в свою очередь, помещено в кольцо Э арматуры, Кольцо 5 иместР с полюсом 1 имеет возможцостт. новорачиваться в кольце 3 арматуры ца 360" вокруг оси Е и фиксироваться в требуемом положении. Потпос2 расположен в своем кольце 3 армату-ры симметрично относительно оси Е и50,неподнттжетт. С наружной стороны кольца 5 для фиксации длины зазора Юи.удобства вращения сделан бортик б,Вектор 7 мдгцитцой индукции в центрезазора ВС)1, цяпрдвлен под острым углом к осц прибора, Длина зазора ГО55определяется дксиальным размеромСВт 1-прибора Й (показан пунктиром)и равна ему. В приборе 8 схематично 1(0 КяВ:1 В 1 ,СВ( В(111011 В( 110ЪК т,ВВВТВВруЕМЫй эт(01;Т)011111)й Пуякой 1(1, К(ВЛЛРКтор 11 эт.ТровВ(1,Пред(10 жсннОР уст)011 стно )ЯГ)от;(етслед гющнм обрязом,СВВВВб(ор 8 ця(1 р(91 ер клицотт)0(1)помещен в рябо ттп( зазор БСГ магнитной сттстемь . так что его ЗС рдэмсптецд вдоль Оси Е СфиГе 3)тОсобенностью клицотроца-гецердто"ра типа ЛОВ является то, что н немс,целью увеличения эффектинцостивзаимодействця электронцьй потонаправлен под острым углом к поверхности ЗС с этой же целью испо)тьзуются (толстые" по сравнению с замедлен,ной длиной волны потоки, Угол цаклоВня определяется н Осцовцом. Толптицо(1электронного потокя,рабочей длинойволны, дттицотт пространства взаимодействия, Зд счет наклона траекторийдвижения электронов по отнотпению кзамедлятпп(е й структуре достиг ветс я,уттучтпецие рябочих хдудктеристик клицотрона, например максимум генерируемой мощности, рвстпирецие полосыэлектронной перестройки и т.д. Уголнаклона зависит от величины смептеция Р, длины зазора 1 и степенинеоднородности ттанитного поля.При смещении полюса 1 параллельно полюсу 2 на величину ВУ точка смдкстттлальттой ттттдукцттетт в плоскостиполюса 1 смещается относительно оси Ев том же направлении на величинуР,= 4(В/В,+ В,), а н плоскостиполюса 2 - ца величину = д (В, /ВВ++ Вл), где Ви В - индукция магнитного поля, Т, создаваемого полюсамии 2 в своих плоскостях; В ии В, - индукция, Т, создаваемая полю"сами 1 и 2 в плоскости противоположного полюса.Так как для симметричной системыВ=, В, Вт= В, и У= В(1+ д(, тодля угла наклона магнитных силовыхлиний в приосевой области относитель"но оси Е спранедливо выражение где 1 - В, /В- В/В,т,1 В- длтцтаВ зазора магнитной системы, м.Для наглядности процесс юстировкиэлектронного потока 9 клинотронарассмотрен на примере системы сс10.5 151231 РПрц враециц полюса 1 с эксцентриситетом сг в плоскости, перцендикулярной Оси Л у БРкГор ЕО поля1с которым совпадает магнитная силовая линия, соединяющая центры полюсов 1 и 2, является образующей конусной поверхности, а его конец последовательно проходит через точкиО, 0 .описывая окружностьрадиусом А Если в исходном положеЬнии вектор ГО, лежит в плоскостиВСВЕ, перпендикулярной поверхностиЗС, то при повороте полюса 1 на 90от этого положения угол наклонапроекции вектора Г 01 ( = 1, 2, )на плоскость ЯСВЕ к поверхности ЗСнепрерывно умень)пэется от своегомаксимального значения о), до 0 . Следуя зя эволюциями магнитного поля,изменяет свое положение в пространстве взаимодействия цо отнон)ению кЗС и электронный поток 9, поскольку)электроны при фокусировке продольньмагнитным полем движутся по винтовьтраекториям вдоль магнитных силовыхлиний,а1)( = аТС) и -о) твзполнено условие Р ) с,)н 3чй Я лен набор промежуточных колец 5 сои 25 з)аченияп 1 эксцецтрцситетя От 0,2до 1.2 мм с шагом О, 1 мм. Клцнотронработал эгг)ектцвно с мягццтньми сц".стемямц с д в диапазоне 0,3-0,8 ммМаксимум выходной мощности достигалсяв системах с эксцентрисцтетом, лежящим в диапазоне 0,5-0,7 мм, В качестГЕ ЦО ПОСОВ СИСТЕЛП ЦСПОХ 1 ЬЭОВЯЛИСЬаксияльно-симметрцчцые магниты) в виде шайб, набранных из аксцяльно ирадиально .намагниченных элементовиз самарий -кобальта (сплав КСА)диялетром 52 лл 1,В предложенном устройстве значи"тельно упрощается как механизм юстировкц, тяк и конструкция пякетированйого Г) предложенной магнитной системе СВЧ-прибора г) целом. Причемуцроцепке механизма юстцровки происходит Одновремен)О с гговьш)еццем еетОЧНОСтИ ЗЯ СЧЕТ МЕНЬШИХ Л)г)фтог, атакже своеобразной "магнитОй) сл)яз 11ки , которая образуется стягквэющкчисилами магнитного ноля, действующимина полюса. Практическая ценностьггредгОжецного решены эаклочяетсятакже в увеличении лгэгцитггого гОляв зазоре без увеличения веса и габаритов системы за счет максимальногосокращения длины зя )Ора. 11 аг,гюггаетсяповьппенце КПП зя счет кчино ГроиОгои ортоклинотронного э 1)г)екта црц на. рушении коллинеаГ)ности между 1)гОктРОКЦЫМ ЦОТОКОМ и НЭЦР;)ЦЛРНИЕМ ЭЛРКТрического ВЧ-поля в 1;11 ц в,Г 011,Таким образом, при,надлежащем выборе величины д)(из выражения 1) в одном из промежуточных положений центра полюса 1, например в точке О, реализуется оптимальный угол оГ наклона магнитных силовых линий в приосевой области зазора, а следовательно, и угол ог наклона электронного потока 9 к поверхности ЗС, необходимый для обеспечения максимальной генерируемой мощности клинотроца ("клинотронный эффект). Б других положениях полюса 1 угол наклона больше или меньше оптимального.Минимальное значецаа расстояний с" между центром подвижного полюса и центром его вращения определяется тем, что в гроцессе юстировки электронного потока клицотрона должна быть обеспечена возможность достиже- . ния оптимального угла наклона ленточного злектвонного потока к плоскости замедляющей структуры; г, й., дс)лжно быть вы 1 к.+о 1 значения Значение 8 це л)ггжРт превосходить 2 ялп и к - 1втак как при энячегци ) э,ггект/РОЦЦЬП НлтОК. ЦОЧ)Ост) Ю О "-.: "Г"С Г)1,1 Я" ГОЛИ 11 ИОлО Б и н Р з ям Р 1 3я юще ц с т 1) у к 1 у Г) ыи эфд)ективность 13 зяцмодсс Гния рРзкосшгжается 1)ри положенИ ИО:1 ИжцогоИОУПОСЯбЛИЗКОГО К ПОЛО)11 Е)1 Пг) р Пр 11котором достигается максимальный наклон магнитцых силовых линий к плоскости замедляющей структуры,Расс 1 отрил 1 конкретный пример вы польеци предложенного устройства.ИСПЫТ)Б яЛС Я КЛИНО Трон ТрЕ Хьц 1 ЛЛИ лгЕ Тров 01 О диапазона, у которОГО толщинаэ,ггекГ)ОИИО 10 ИООкя я = 0,2 млдлина пространства взяцмодейстция 1 20- 15 мм, Зазор магнитной системы 1с+128 мм - . = 1,16, Был цзготов 1542 1 В1а Г 1 Е сР В Формул а,и з о б р е т е н н яЭлектровакуумныг"1 С 1111-ггрибор О-т 11- .Па, содержащий электрогиго-о 11 тическуго систему для формирования ленточного пучка в пространстве взаимодействия,. маг нитцую Фокусирующую систему с дву- г 1 Я ПОЛЮСаМП ИЗ ПОСТОЯННЫХ МаГНИтОВ, рабочие поверхности которых параллельН 11 дРУ 1 ЛРуГу о т л и и а ю гц и Й- (," я тем что, с целью повышения КПД эа счет обеспеЧения юстировкп электронного потока, один из по 1 гюсов магнитной Аокусирующей системы выполнен с воэможностью эксцентричного вращения в плоскости, параллельнойрабочей поверхности неподвижного по" гггоса в соответствии со следующими 6 оотношепиягги: Р 11 Вс сг с 2 лВ,расстояние между цецтромподвижного погпоса и центромего вращения, м;,толщина ленточного электронного потока имагнитная ипдукция в плоскости подвгвкного по 1 поса наоси прибора, создаваемаяэ тим полюсом 1 рмагнитная индукдия в той жеточке, создаваемая неподвиж.ньпч, полюсом Тдлина магнитного зазора, и;дпина пространства взаимодействия и.