МАГНЕТРОН С БЫСТРОЙ ПЕРЕСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ Российский патент 1995 года по МПК H01J23/207 

Изобретение относится к электронным приборам сверхвысоких частот (СВЧ), а более конкретно к магнетронным генераторам, и может быть использовано в радиолокации, связи и других областях техники для генерации перестраиваемых по частоте сигналов СВЧ.

Известен магнетрон [1] являющийся прототипом, включающий катод, анодную замедляющую систему и механизм быстрой перестройки частоты, в котором перестраивающий элемент закреплен на упругом элементе, что позволяет осуществить на резонансной частоте механического контура быструю перестройку частоты при малой потребляемой мощности привода (возбудителя).

В этом магнетроне перестраивающий элемент прикреплен к корпусу магнетрона с помощью нескольких плоских пружин и одной дополнительной цилиндрической пружины. Дополнительная цилиндрическая пружина вместе с основными плоскими пружинами обеспечивает необходимую резонансную частоту механического контура. Возбуждение колебаний происходит на резонансной частоте с помощью электромагнитного привода (возбудителя).

К недостаткам упомянутого магнетрона с быстрой перестройкой частоты следует отнести невозможность работы на фиксированных частотах.

Целью данного изобретения является обеспечение возможности работы магнетрона с быстрой перестройкой частоты на фиксированных частотах.

Указанная цель достигается тем, что в магнетроне с быстрой перестройкой частоты, включающем катод, анодную замедляющую систему и механизм быстрой перестройки частоты, в котором перестраивающий элемент закреплен на упругом элементе, перестраивающий элемент имеет неравноосное отверстие, например, эллипсной формы, малая ось которого совпадает с осью перестраивающего элемента, в отверстии расположен эксцентрик вала, проходящего через это отверстие перпендикулярно оси перестраивающего элемента, при этом максимальный размер эксцентрика меньше малой оси отверстия, а максимальный радиус эксцентрика меньше большой полуоси отверстия, но больше его малой полуоси на величину, равную или большую перемещения перестраивающего элемента при перестройке частоты от центра до края диапазона перестройки, максимальный размер эксцентрика в направлении, перпендикулярном максимальному его радиусу, меньше малой оси отверстия, по крайней мере, на величину, соответствующую максимальному перемещению перестраивающего элемента при быстрой перестройке частоты.

Предложенная конструкция магнетрона с быстрой перестройкой частоты позволяет быстро останавливать перестраивающий элемент механизма перестройки в положении, обеспечивающем заданную фиксированную частоту, осуществлять при необходимости подстройку фиксированной частоты или медленную ее перестройку, осуществлять обратный переход от работы на фиксированной частоте к режиму быстрой перестройки частоты.

На фиг. 1 показан один из вариантов конструкции предложенного магнетрона с быстрой перестройкой частоты; на фиг. 2 два положения эксцентрика в отверстии перестраивающего элемента, относящиеся соответственно (а) к режиму быстрой перестройки частоты и (б) к фиксации частоты на краю диапазона перестройки.

Магнетрон с быстрой перестройкой частоты включает катод 1, анодную замедляющую систему 2 и механизм 3 быстрой перестройки частоты, в котором подвижный перестраивающий элемент 4 закреплен на упругих элементах 5. Перестраивающий элемент во внешней его втулке 6 имеет отверстие 7 неравноосной формы, малая ось которого совпадает с осью перестраивающего элемента. Форма отверстия в данном варианте конструкции показана на фиг. 2. Возможна другая форма отверстия, например эллипсная, овальная, прямоугольная и т.д. В отверстии расположен эксцентрик 8 вала 9, проходящего через это отверстие перпендикулярно оси перестраивающего элемента. Максимальный размер эксцентрика меньше малой оси отверстия и максимальный радиус эксцентрика меньше большой полуоси отверстия, что обеспечивает размещение эксцентрика внутри отверстия как при совпадении максимального радиуса эксцентрика с большой осью отверстия, так и при его совпадении с малой осью отверстия. Максимальный радиус эксцентрика больше малой полуоси отверстия на величину, в данном случае равную перемещению перестраивающего элемента при перестройке частоты от центра до края диапазона перестройки. Максимальный размер эксцентрика в направлении, перпендикулярном максимальному его радиусу, меньше малой оси отверстия на величину, превышающую перемещение перестраивающего элемента при быстрой перестройке частоты. Вал 9 (в данном случае) прикреплен к корпусу магнетрона с помощью втулок 10, в которых вал может вращаться вокруг своей оси.

На корпусе магнетрона закреплен привод механизма быстрой перестройки частоты, состоящий из четырех катушек 11, двух сердечников 12, закрепленных в корпусе 13, и якоря 14, закрепленного на втулке в перестраивающем элементе.

При работе в режиме быстрой перестройки частоты эксцентрик располагается так, что максимальный его радиус совпадает с большой осью отверстия 7 в перестраивающем элементе (фиг. 2а).

При этом электромагнитный привод, поочередно притягивая якорь 14 к полюсам сердечников 12, приводит в движение перестраивающий элемент 4, который, перемещаясь, перестраивает частоту магнетрона. Эксцентрик вала 9 при этом свободно перемещается в отверстии 7.

Переход от работы в режиме быстрой перестройки частоты к работе на фиксированной частоте осуществляется путем поворота вала 9 вокруг его оси до положения, при котором эксцентрик вала, воздействуя на перестраивающий элемент, перемещает его на величину, обеспечивающую заданную фиксированную частоту магнетрона. При необходимости можно, вращая вал 9, осуществлять подстройку фиксированной частоты магнетрона в процессе его работы, переход на другую фиксированную частоту или медленную перестройку частоты магнетрона (питание привода при работе на фиксированной частоте целесообразно отключать).

Обратный переход к работе в режиме быстрой перестройки частоты осуществляется путем перевода эксцентрика вала в первоначальное положение, обеспечивающее свободное перемещение перестраивающего элемента (и включение питания привода механизма быстрой перестройки частоты).

Использование предложенного технического решения обеспечивает работу одного магнетрона в режиме быстрой перестройки частоты, на фиксированных частотах и в режиме медленной перестройки частоты при достаточно быстром и простом многократном переходе от одного режима работы к другому. Это существенно расширяет возможности использования данного магнетрона в РЛС различного назначения и повышает функциональные возможности РЛС, в которых используется такой магнетрон.

Использование: СВЧ-техника, в магнетронных генераторах для быстрой перестройки частоты на фиксированных частотах. Сущность изобретения: в магнетроне, содержащем катод, анодную замедляющую систему и механизм быстрой перестройки частоты, перестраивающийся элемент, закрепленный, по крайней мере, на одном упругом элементе, имеет отверстие неравноосной, например, эллипсной формы, малая ось которого совпадает с осью перестраивающего элемента. В отверстии расположен эксцентрик вала, проходящего через это отверстие перпендикулярно оси перестраивающего элемента. При этом максимальный размер эксцентрика меньше малой оси отверстия, а максимальный радиус эксцентрика меньше большой полуоси отверстия, но больше его малой полуоси на величину, равную или большую перемещения перестраивающего элемента при перестройке частоты от центра до края диапазона перестройки, максимальный размер эксцентрика в направлении, перпендикулярном максимальному его радиусу, меньше малой оси отверстия, по крайней мере, на величину, соответствующую максимальному перемещению перестраивающего элемента при быстрой перестройке частоты. 2 ил.

МАГНЕТРОН С БЫСТРОЙ ПЕРЕСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ, содержащий катод, анодную и замедляющую системы и механизм быстрой перестройки частоты, перестраивающий элемент которого закреплен на упругом элементе, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности работы на фиксированных частотах, в перестраивающем элементе выполнено неравноосное отверстие, например, в виде эллипса, малая ось которого совпадает с осью перестраивающего элемента и в котором расположен эксцентрик вала, проходящего через это отверстие перпендикулярно оси перестраивающего элемента, при этом максимальный размер эксцентрика меньше малой оси отверстия, а максимальный радиус эксцентрика меньше большой полуоси отверстия, но больше его малой полуоси на величину, равную или больше величины перемещения перестраивающего элемента при перестройке частоты от центра до края диапозона перестройки, максимальный размер эксцентрика в направлении, перпендикулярном максимальному его радиусу, меньше малой оси отверстия на величину, соответствующую максимальному перемещению перестраивающего элемента при быстрой перестройке частоты.