Магнетрон

С 1," С. Класс 21 д,. 13 Мо д 6 ИЕ ИЗОВРЯт 1=НИ К ПАТЕНТУ,ВЫДАННОМУ НАРОДНЫМ КОМИССАРИАТОМ ТЯЖЕЛОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТЗарегистрирован в Государственном бдующей регистрадии изобретений при Госп ро после- не СССР. ма Телефункен, о-во беспроволочной телеграфЕ 1 цПКЕП ОЕяЕ 113 С 11 ай 1 цГ 11 ГаЫ 1 ОЗЕТЕ 1 ЕоГарЫЕ П 1.в г, Ьерлине, Германия.льные изобретатели ин-цы Д. Принц (О. Рг 1 пк)юле (Ю. Кц 111 е) и ф. Герригер (Г. Негг 1 дег).М агнетрон.Патент заявлен 22 февраля 1935 года зт 1 марта 1934 года на основании ст.глашения об охране промышленной свыдаче патента опубликовано 31 янвапатента распространяется на 15 лег от Ин-ная фир с огр. отв." (Теа М 163767.6 Совегско-германскообственностн.ря 1937 года,31 января 1937 года. риоритег ствие только небольшую ательно, могут возломощные колебамо на бу ни выдержат зку и, сле ь только Настоящее изобретение касается магнетронных устройств и, главным образом, конструктивного выполнения применяемых в них разрядных трубок.Магнетронное устройство обычно состоит из трех составных частей: разрядной трубки, устройства для возбуждения магнитного поля и приключенных к лампе элементов и источников напряжений. Размеры электрод. ной системы лампы обычно определяются длиной генерируемой волны; они должны быть тем меньше, чем меньшую волну желательно получить, Коэфициент полезного действия при генерировании очень коротких волн сравнительно низок. Коэфициент полезного действия в 10% для волн в 50 сл и ниже считается весьма удовлетворительным. Поэтому, в электродной системе имеются чрезвычайно большие потери мощности на нагрев, во много раз превышающие полезно расходуемую мощность,Так как электроды для возбуждения очень коротких волн должны иметь чрезвычайно малые размеры, то они При желании получить большие. мощности приходится пользоваться параллельным включением нескольких разрядных систем, но при этом начинает сказываться мешающим образом длина связывающих лампы проводов, которая в этом случае становится сравнимой с длиной генерируемой волны. Поэтому, эти провода должны быть настроены на генерируемую волну, дабы они не оказывали большого сопротивления прохождению высокочастотных колебаний и допускали правильную в отношении фазы работу всех ламп. Настройка, однако, не только усложняет регулировку, но главным образом сильно затрудняет переход на другую волну.В магнетронных устройствах имеются еще и некоторые другие препятствия, затрудняющие параллельное- включение нескольких ламп.Раньше два агрегата или более, состоящие из лампы и устройства для возбуждения магнитного поля, включали совместно, В том случае, если источником магнитного поля служил электромагнит, имело место повышение и без того достаточно большой мощности возбуждения. При применении постоянных магнитов, вес каж. . дого из которых едва ли меньше 1 кг, параллельная схема приводила к такому увеличению веса и объема установки, что для большинства практических случаев установка являлась совершенно непригодной. Кроме того, при этом согласованы должны быть не только электрические, но также и магнитные параметры отдельных агрегатов; необходимость соответствующей сложной регулировки делала применение магнетронных устройств по сравнению с другими методами генерирования колебаний (например, по сравнению со схемой тормозящего поля) явно нерациональным.Настоящее изобретение исключает упомянутые недостатки, используя известный ранее прием помещения двух или более систем электродов в общем магнитном поле. По соображениям экономии в пространстве и уменьшения воздушного пути, проходимого магнитными силовыми линиями, электроды целесообразно известным образом помещать в общем вакуумном баллоне, Для уменьшения или даже полного устранения соединительных проводников между от, дельными разрядными системами внешние электроды разрядных систем конструктивно объединяются.Применение общего магнитного поля сильно упрощает эксплоатацию прибора, а монтаж электродных систем в общем вакуумном баллоне делает устройство компактным и не требующим магнитного поля более удлиненного, чем это необходимо, в случае применения одной единственной системы электродов, При соединении всех анодов системы непосредственно друг с другом вся система становится совершенно незави симой от длины генерируемой волны и таким образом является такой же простой в эксплоатации, как и обычная лампа.На прилагаемом чертеже фиг. 1 - 7 изображают схематически различные конструктивные формы выполнения магнетрона согласно изобретению,На фиг. 1, поясняющей сущность изобретения, для возбуждения магнит. ного поля применен постоянный магнит Я, а в воздушном зазоре между двумя его полюсами Р расположены две магнетронных лампы Й, каждая из которых снабжена прямолинейным накаливаемым катодом К и сплошным или разрезанным анодом. Приключенные к лампе элементы на фигуре опущены, так как они не имеют никакого значения для идеи изобретения, Следует заметить, что обе лампы могут работать как при противотактном, так и при параллельном включении. Для ограничения магнитного поля возможно меньшим пространством целесообразно выполнить лампы Й так, чтобы их электродные системы располагались возможно ближе к стеклу, в результате чего с одной стороны уменьшается расстояние между обеими системами и, с другой стороны, ограничивается до минимума воздушный зазор между полюсами Р.Следующим отсюда шагом является, как известно, монтаж обеих систем электродов в общем вакуумном баллоне. Совершенно ясно, что в этом случае системы электродов еще ближе расположатся друг к другу. Накаливаемые катоды могут быть соединены друг с другом внутри баллона, В магнетронах не имеется никаких препятствий для последовательного включения нитей накала, так как вследствие высоких анодных напряжений (для очень коротких волн достигающих почти 1000 вольт) падением напряжения вдоль нити накала можно пренебречь, Последовательное включение, в особенности при питании от сети, имеет то преимущество, что при питании от сети постоянного тока уменьшается величина напряжения, которое нужно погасить", а при питании от переменного тока может быть выбрана более рациональная конструкция трансформатора накала.Фиг. 2 показывает поперечное сечение разрядного баллона с шестью параллельно включенными электродными системами, из которых каждая состоит из накаливаемого катода К и разделенного на две части А, и А, анода, Яноды объединены в две замкнутые поверхности, образующая ко. торых приходит параллельно катоду и поперечные сечения которых приближенно составляются из полукругов. Как видно, при подобной конструкции отпадают связующие провода между, параллельно включаемыми анодами, вследствие чего с этой стороны имеется полная независимость от длины генерируемой волны. Нити накала можно мыслить включенными последовательно, что создает необходимость только в двух выводящих про-водниках для накала. Для каждой анодной группы нужен также всего один проводник.Шестью внутренними полуанодами А. образуется полое пространство, могущее быть использованным для различных целей. Например, через негомогут быть протянуты подводящие проводники к цепи накала, что создаст полную экранировку этих проводников. С другой стороны, внутреннее полое пространство может быть использовано для целей охлаждения, например, для пропускания воды или холодного воздуха.Так как внешние половины анодов А, образуют замкнутую поверхность, последние могут быть использованы в качестве стенки баллона, что сильно упростит конструкцию и создаст лучшие условия для отвода тепла, Изображенная на фиг. 2 конструкция дает возможность особенно благоприятного выполнения включаемых к обеим анодным группам питающих проводов.На фиг, 3 показан магнетрон в соединении с подводящей проводкой. Связанные друг с другом аноды А 1 образуют боковую стенку вакуумного баллона, с обеих сторон замыкаемого дискообразными телами В, служащими для крепления внутренней системы электродов.Подводка питания накала осуществляется боковыми присоединениями Н. Внешние аноды А, переходят в металлическую трубку Е,; подобным же образом внутренняя группа анодов А (сравнить фиг. 2) переходит в трубку Е Обе эти трубки образуют концентрические подводящие проводники и служат для подводки высокочастотных колебаний к нагрузке (антенне) и для подводки постоянного напряжения к анодам.Магнитное поле создается коаксиальной катушкой Р. В качестве материала для замыкающих дисков В особенно пригодны керамические материалы. Эти последние должны давать возможность трубкообразных впаев, необходимых в рассматриваемом слу. чае для подводки Е,. Воздухонепроницаемое соединение анодных или накальных подводок с керамическими частями наиболее просто осуществляется применением промежуточных стеклянных слоев,На фиг. 4 показан магнетрон по фиг, 3 в разрезе, чем достигнуто схематичное представление его, Обе аноцные системы обозначены снова буквами Л 1 и А. и служащие для подводки питания продолжения их - буквами Е, и Е, На этой фигуре виден катод К, укрепленный на диске В. Электроды запаяны в дисках В из керамического материала посредством применения промежуточного стеклянного слоя. Внутренняя группа анодов с левой стороны продолжена в трубку %; внутри последней помещается концентрическая трубка Ю, Эта тру. бочная система служит для притока и отвода охлаждающих средств, которые проходят по пути, указанному стрелкой. Катушка, служащая для создания магнитного поля, обозначена снова буквой .Г.В том случае, если требуется получить мощности, большие тех, которые может дать многократная лампа, показанная на фиг, 3 и 4, конструкция дает возможность параллельного включения нескольких магнетронов. Как это следует сделать, видно из фиг. 5. Обе внешние системы анодов магнетронов обозначены буквой А; обе си стемы магнетронов описанным ранее способом связываются друг с другомпосредством подводящих систем Е 1и Е; последние продолжены вправо,где они могут быть использованылибо для включения других магнетронов, либо для приключения к нагрузке.Катоды обоих магнетронов включены последовательно и связаны другс другом посредством проводов Н,:подводка тока накала осуществляетсячерез зажимы Н.Магнитное поле отдельно для каждой лампы создается катушкой.Другое пространственное распределение многих разрядных систем показано в перспективном изображениина фиг. б, Предусмотрены четыреразрядных системы, каждая из кото-.рых состоит из накаливаемого катодаи двух полуцилиндрических анодов,Системы электродов расположены параллельно друг другу таким образом,что их накаливаемые катоды располагаются в одной плоскости, а анодыобразуют две волнообразные поверхности, Этот вид конструкции дает особенно простую форму электродов, атакже простое крепление отдельныхсоставных частей,Устройство по фиг. б особенно пригодно для небольшого числа разрядных систем, в то время как устройство по фиг. 2 главным образом пригодно для большого их числа (трехи более).Особенно простая конструкция магнетрона получается при применениифасонных деталей из керамическогоматериала, несущих на себе металлические обкладки, служащие в качестве анодов. Керамическое тело служит. одновременно в качестве вакуумного баллона.Подобное устройство в разрезе по.казано на фиг. 7. 1, и 7, - два телаиз керамического материала, обращенные друг к другу поверхности которых снабжены полуцилиндрическими: углублениями и по осям которых расположены накаливаемые катоды К. Рассматриваемые поверхности керамических тел снабжены металлическими обкладками А, соответственно и А которые могут быть нанесены,. например, путем распыления и использованы в качестве анодов. Центральное отверстие С может быть в рассматриваемом случае употреблено для подвода охлаждающих средств. Применение керамического материала имеет как раз в таких магнетронах повышенное значение, так как в этом случае должна быть соблюдена полная однородность отдельных разрядных систем, а этим решается вопрос упрощения конструкции лампы,Предмет изобретения.1, Магнетрон, состоящий из нескольких пар полуцилиндрических анодов, помещенных в общем баллоне, отличающийся тем, что однозначные элементы каждой пары конструктивно выполнены в виде одной детали (фиг. 2 и 7).2, Форма выполнения магнетрона по и, 1, отличающаяся тем, что катоды отдельных магнетронов расположены вдоль образующих цилиндрической поверхности (фиг. 2 и 7).3. Форма выполнения магнетрона по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что внутренняя группа анодов снабжена полым пространством с целью использования его для охлаждения или подводки тока накала.4. Форма выполнения магнетрона по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что наружная группа анодов образует часть стенки вакуумного баллона,5. В магнетроне по пп, 1 - 4 нанесение анодов на керамическое тело.