МАГНИТНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОВАКУУМНОГО ПРИБОРА СВЧ Российский патент 1994 года по МПК H01J23/08 

Изобретение относится к области ЭВП СВЧ, в частности для использования в приборах на циклотронном резонансе.

Известна магнитная система, используемая в магнетронах [1], состоящая из двух секций постоянных магнитов, которые расположены по кругу на кольцевых магнитопроводах. Магниты одной секции намагничены к оси, другой - от оси. Недостатком такой системы является то, что две ее секции, формирующие северный и южный полюса магнитного потока, не имеют общего магнитопровода (магнитопроводы объединяют магниты в пределах секции), что приводит к значительному рассеянию магнитного потока. По этой причине для получения большой величины магнитной индукции в рабочей зоне системы необходимо значительно увеличивать количество магнитов, а также габариты и массу магнитной системы.

Известна магнитная система экранированного (броневого) типа [2], в которой две группы магнитов расположены на противоположных стенках замкнутого магнитопровода. Все магниты намагничены в одном направлении.

Магнитная система экранированного (броневого) типа с успехом применяется в СВЧ-приборах, в частности в электростатических усилителях (приборах на циклотронном резонансе) на частотах примерно до 15 ГГц. Однако для работы на более высоких частотах см-диапазона и в мм-диапазоне для приборов на циклотронном резонансе требуется большая величина магнитной индукции В (циклотронная частота f_ц определяется выражением f_ц = B , где - удельный заряд электрона). Обеспечить такую величину магнитной индукции в магнитных системах броневого типа очень сложно из-за значительного увеличения массы магнитопровода и количества магнитов. Максимальная величина магнитной индукции в такой системе без полюсных наконечников не может превышать значения остаточной индукции постоянных магнитов.

Целью изобретения является увеличение магнитной индукции в рабочей зоне при одновременном снижении массы магнитной системы.

Цель достигается тем, что магнитная система ЭВП СВЧ, содержащая постоянные магниты, магнитопроводы и полюсные наконечники, выполнена в виде двух параллельно размещенных друг относительно друга секций, каждая из которых содержит плоский магнитопровод с парой магнитов, прилегающих к магнитопроводу противоположными полюсами, причем магниты соседних секций, размещенные один напротив другого, обращены друг к другу одноименными полюсами, а между магнитами соседних секций помещены полюсные наконечники.

Полюсные наконечники в предложенной плоскосимметричной конструкции магнитной системы, в отличие от аналога, могут занимать практически весь объем между магнитами, относящимися к каждому из полюсов потока, и таким образом наиболее эффективно концентрировать магнитное поле в рабочей зоне магнитной системы. Кроме того, магниты одной секции в предлагаемой МС находятся на одной пластине-магнитопроводе и в то же время относятся к различным магнитным полюсам, т. е. магнитный поток полностью замкнут магнитомягким материалом за исключением рабочей зоны. Это также значительно снижает рассеяние магнитного потока в окружающее пространство.

Такая конструкция магнитной системы с полюсными наконечниками позволяет по сравнению с прототипом при равных массах и длине рабочей зоны как минимум в два раза увеличить минимальное значение магнитной индукции в рабочей зоне. Это, в свою очередь, позволяет разработать ЭВП СВЧ на циклотронном резонансе на более высокие частоты (более ≈ 15 ГГц), так как в этом случае удается создать условия для соблюдения f_so f_ц, где f_so - центральная частота рабочего диапазона прибора. Так, для прибора в 8-миллиметровом диапазоне длин волн (f_so=37,5 ГГц) необходимо обеспечить индукцию поля на оси ≈ 1,4 Тл.

На фиг. 1 показана предлагаемая магнитная система без полюсных наконечников; на фиг.2 - то же, с полюсными наконечниками.

Магнитная система содержит постоянные магниты 1, магнитопроводы 2, немагнитные крепежные элементы 3, полюсные наконечники 4.

Стрелки на магнитах показывают направление их намагничивания. Пунктирные линии со стрелками - силовые линии магнитной индукции .

В магнитной системе, изображенной на фиг.2, в рабочей зоне длиной 15 мм получено минимальное значение магнитной индукции 1,2 Тл при общей массе магнитной системы 1 кг. В магнитной системе использовано 4 пластинчатых магнита размером 40х40х10 мм из сплава КС-25.

Использование: электронные приборы СВЧ. Сущность изобретения: магнитная система выполнена из двух параллельных секций, каждая из которых содержит плоский магнитопровод с парой магнитов, прилегающих к магниту противоположными полюсами. 2 ил.

МАГНИТНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОВАКУУМНОГО ПРИБОРА СВЧ, содержащая постоянные магниты, магнитопроводы и полюсные наконечники, отличающаяся тем, что, с целью увеличения магнитной индукции в рабочей зоне при одновременном снижении массы магнитной системы, магнитная система выполнена в виде двух параллельно размещенных одна относительно другой секций, каждая из которых содержит плоский магнитопровод с парой магнитов, прилегающих к магнитопроводу противоположными полюсами, причем магниты соседних секций, размещенные один напротив другого, обращены друг к другу одноименными полюсами, а между магнитами соседних секций помещены полюсные наконечники.