УСТРОЙСТВО ЛАРИНА ДЛЯ ПЕРЕСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ СВЧ ПРИБОРА Российский патент 1999 года по МПК H01J23/213 

Изобретение относится к области электронных приборов сверхвысокой частоты (СВЧ). Преимущественная область использования - в устройствах для переработки частоты малогабаритных СВЧ приборов, например магнетронах, работающих в нескольких определенных частотных каналах.

Известны устройства для перестройки частоты магнетронов, у которых элемент, взаимодействующий с электромагнитным полем резонаторной системы и влияющий на частоту, укреплен на подвижном штоке. Для перестройки частоты необходимо внешнее приводное устройство, преобразующее, например, вращательное движение, производимое электродвигателем или рукой оператора, в возвратно-поступательное движение штока. Приводное устройство может быть либо отдельным от магнетрона, либо встроенным в конструкцию магнетрона.

Применение внешнего приводного устройства создает трудности при использовании его в малогабаритных магнетронах, для которых предпочтительно устройство с встроенным приводом.

Прототипом изобретения является устройство для перестройки частоты СВЧ прибора, содержащее корпус, вал, к которому упруго поджат шток, связанный с органами перестройки, и механизм фиксации. На свободном конце вала жестко закреплена втулка, на торце которой со стороны корпуса выполнена расточка, а на боковой ее поверхности выполнены продольные прорези, образуя секторы с возможностью независимого радиального перемещения и последовательного взаимодействия со штоком, причем механизм фиксации установлен со стороны боковой поверхности втулки. Механизм фиксации выполнен в виде штока, на торце которого выполнен конический выступ, взаимодействующий с наклонными поверхностями пазов, выполненных на боковой поверхности каждого сектора.

В известном устройстве настройка на заданную частоту достигается за счет радиального перемещения независимо друг от друга секторов, каждый из которых последовательно взаимодействует со штоком. При радиальном перемещении секторов изменяется расстояние от оси вращения до точки контакта штока с сектором, в результате чего шток перемещается в осевом направлении и происходит изменение частоты. После настройки на заданную частоту положение секторов в радиальном направлении фиксируется. Таких секторов втулка имеет не менее трех.

Перестройка с одной заданной частоты на другую производится путем вращения вала, при котором шток последовательно взаимодействует с каждым сектором. Фиксация азимутального положения вала обеспечивается за счет того, что на боковой поверхности каждого сектора предусмотрены пазы с наклонной поверхностью вдоль оси вала, взаимодействующего со штоком.

Недостатком известного устройства перестройки частоты является консольная конструкция вала, необеспечивающая достаточную жесткость его под действием нагрузок со стороны штока. Деформация вала под действием нагрузок приводит к изменению расстояния от оси вращения вала до точки контакта штока с сектором, что обуславливает изменение частоты, т.е. не обеспечивается точность установки устройства на требуемую частоту.

Целью настоящего изобретения является повышение точности установки устройства на требуемую частоту.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для перестройки частоты СВЧ прибора, содержащем корпус, вал, подпружиненный шток, связанный с органами перестройки, и механики фиксации, вал установлен между двумя опорами в виде колец, расположенных в корпусе, и на центральной части вала жестко закреплен диск, имеющий на боковой поверхности вдоль оси вала не менее двух пазов, в которых установлены с возможностью осевого перемещения независимо друг от друга вкладыши, последовательно взаимодействующие в момент фиксации со штоком и изменяющие при осевом перемещении расстояние от оси вращения вала до точки контакта со штоком, причем механизм фиксации установлен со стороны поверхности вкладыша, обращенной в момент фиксации в сторону штока. Механизм фиксации выполнен в виде штока, на торце которого установлена с возможностью вращения втулка, например, в виде подшипника качения, взаимодействующего с наклонными поверхностями пазов, выполненных на обращенной в сторону штока поверхности каждого вкладыша. Кроме этого, дополнительно в пазу корпуса между диском и штоком установлен перпендикулярно оси вала рычаг, на одной стороне которого расположена ось, закрепленная неподвижно в корпусе, а на другой стороне размещена вторая ось, на которой установлена с возможностью вращения втулка, например, в виде подшипника качения, взаимодействующего с вкладышем, а шток при этом контактирует с торцем рычага.

Известных решений, содержащих сходные отличительные признаки, не обнаружено.

На фиг. 1 представлен общий вид предложенного устройства для перестройки частоты СВЧ прибора в разрезе; на фиг. 2 показан разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 показан общий вид варианта устройства в разрезе; на фиг. 4 показан разрез Б-Б на фиг. 3.

Устройство состоит из корпуса 1, подшипников 2 и вала 3, который установлен между двумя опорами в виде колец 4, жестко закрепленных на валу 3 и расположенных в корпусе 1. На центральной части вала 3 жестко закреплен диск 5, имеющий на внешней боковой поверхности не менее двух пазов 6, которые выполнены параллельно оси вала 3 и смещены относительно друг друга на заданный угол. В пазах 6 установлены с возможностью осевого перемещения независимо друг от друга вкладыши 7, последовательно взаимодействующие в момент фиксации со штоком 8, подпружиненным и связанным с органами перестройки. Перемещение вкладышей 7 в осевом направлении производится с помощью винтов 9, которые размещены в кольцах 4 напротив вкладышей 7 и контактируют с ними с двух сторон. При осевом перемещении вкладышей 7 происходит изменение расстояния от оси вращения вала 3 до точки контакта вкладышей 7 со штоком 8. Это обеспечивается за счет того, что торец вкладышей 7, контактирующий с ним торец пазов 6 диска 5 выполнены в виде наклонных поверхностей, имеющих идентичный угол наклона. Поэтому перемещение вкладышей 7 вдоль наклонных поверхностей и приводит к изменению расстояния от оси вращения вала 3 до точки контакта вкладышей 7 со штоком 8. Кроме этого, изменение расстояния может быть обеспечено также и за счет конусной поверхности вкладыша 7, контактирующей со штоком 8. Крышки 10 закрывают вал 3, а гайки 11 ограничивают его перемещение в осевом направлении. Механизм фиксации установлен со стороны поверхности вкладыша 7, обращенной в момент фиксации в сторону штока 8.

Механизм фиксации выполнен в виде штока 8, на торце которого установлена с возможностью вращения на оси 12 втулка, например, в виде подшипника качения 13, взаимодействующего с наклонными поверхностями пазов 14, выполненных на обращенной в сторону штока 8 поверхности каждого вкладыша 7. Втулка может быть как подшипником качения, так и подшипником скольжения, например в виде втулки из бронзы (фиг. 1 и 2).

В варианте устройства, показанном на фиг. 3, 4, дополнительно в пазу 15 корпуса 1 между диском 5 и штоком 8 установлен перпендикулярно оси вала 3 рычаг 16. На одной стороне рычага 16 расположена ось 17, закрепленная неподвижно в корпусе 1, а на другой стороне размещена ось 18, на которой установлена с возможностью вращения втулка, например, в виде подшипника качения 19, взаимодействующего с вкладышем 7, а шток 8 при этом контактирует с торцем рычага 16.

Устройство в процессе перестройки частоты генерации работает следующим образом. Для перестройки частоты вращают вал 3, и шток 8 совершает возвратно-поступательное движение, в результате чего происходит изменение частоты генерации СВЧ прибора. Ширина диапазона перестройки частоты зависит от величины радиального перемещения точки контакта вкладышей 7 со штоком 8, что определяется углом наклона контактирующего с диском 5 торца вкладыша 7 или углом его конусной поверхности и величиной хода вкладыша 7 в осевом направлении. Для увеличения ширины перестройки центральная часть вала 3 выполняется эксцентрично относительно его оси вращения, а также могут быть выполнены вкладыши 7 разной толщины.

В предложенном устройстве регулировка положения диапазона перестройки совмещена с настройкой на заданную частоту и осуществляется путем осевого перемещения вкладышей 7 с помощью винтов 9, что приводит к радиальному перемещению точки контакта вкладыша 7 со штоком. Вследствие этого шток 8 перемещается в осевом направлении и происходит смещение частоты генерации СВЧ прибора. При достижении требуемой частоты производится жесткое закрепление положения вкладышей 7, например, путем затяжки винтов 9 с двух сторон с последующей лазерной сваркой винтов 9 с кольцами 4. Для достижения другой требуемой частоты вал 3 поворачивают на заданный угол, и новый вкладыш 7 вступает во взаимодействие со штоком 8. Перемещая винты 9, настраивают на требуемую частоту и затем производят закрепление вкладыша 7 и винтов 9. Количество пазов 6 в диске 5 и установленных в них вкладышей 7 определяется количеством перестраиваемых частот, на которых работает СВЧ прибор.

Перестройка частоты в устройстве осуществляется путем поворота вала 3 на заданный угол, в результате чего подпружиненный шток 8, имеющий установленную на торце втулку, например, в виде подшипника качения 13, заходит в паз 14, расположенный на обращенной в сторону штока 8 поверхности каждого вкладыша 7, что и обеспечивает фиксацию вала 3.

В варианте устройства подпружиненный шток 8, на торце которого также установлена втулка, например, в виде подшипника качения 13, контактирует с торцем рычага 16, а в пазы 14 вкладышей 7 заходит втулка, например, в виде подшипника качения 19, размещенного на оси 18 рычага 16.

Преимущество предложенного устройства для перестройки частоты СВЧ прибора по сравнению с прототипом заключается в том, что вал установлен между двумя опорами в виде колец, жестко закрепленных на валку и расположенных в корпусе. Такое расположение вала позволяет уменьшить его деформацию под действием нагрузок со стороны штока и тем самым приводит к повышению точности установки на требуемую частоту.

Предложенное устройство для перестройки частоты может быть использовано в малогабаритных СВЧ приборах, например магнетронах.

Изобретение относится к области электронных приборов СВЧ, в частности к устройствам для перестройки частоты малогабаритных СВЧ приборов, например магнетронам, работающим в нескольких определенных частотных каналах. Техническим результатом является повышение точности установки устройства на требуемую частоту за счет уменьшения деформации вала под действием нагрузок со стороны штока. Для этого в устройстве для перестройки частоты СВЧ прибора, содержащем корпус, вал, подпружиненный шток, связанный с органами перестройки, и механизм фиксации, вал установлен между двумя опорами в виде колец, расположенных в корпусе, и на центральной части вала жестко закреплен диск, имеющий на внешней боковой поверхности вдоль оси вала не менее двух пазов, в которых установлены с возможностью осевого перемещения независимо друг от друга вкладыши, последовательно взаимодействующие в момент фиксации со штоком и изменяющие при осевом перемещении расстояние от оси вращения вала до точки контакта со штоком, причем механизм фиксации установлен со стороны поверхности вкладыша, обращенной в момент фиксации в сторону штока. Механизм фиксации выполнен в виде штока, на торце которого установлена с возможностью вращения втулка, например, в виде подшипника качения, взаимодействующего с наклонными поверхностями пазов, выполненных на обращенной в сторону штока поверхности каждого вкладыша. Кроме этого, дополнительно в пазу корпуса между диском и штоком установлен перпендикулярно оси вала рычаг, на одной стороне которого расположена ось, закрепленная неподвижно в корпусе, а на другой стороне размещена вторая ось, на которой установлена с возможностью вращения втулка, например, в виде подшипника качения, взаимодействующего с вкладышем, а шток при этом контактирует с торцем рычага. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для перестройки частоты СВЧ прибора, содержащее корпус, вал, подпружиненный шток, связанный с органами перестройки, и механизм фиксации, выполненный в виде указанного штока, отличающееся тем, что вал установлен между двумя опорами в виде колец, расположенных в корпусе, и на центральной части вала жестко закреплен диск, имеющий на внешней боковой поверхности не менее двух пазов, в которых установлены с возможностью осевого перемещения независимо друг от друга вкладыши, последовательно взаимодействующие в момент фиксации с установленной на торце штока с возможностью вращения втулкой и изменяющие при осевом перемещении расстояние от оси вращения вала до точки контакта с втулкой штока, причем механизм фиксации установлен со стороны поверхности вкладыша, обращенной в момент фиксации в сторону штока. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что втулка выполнена в виде подшипника качения. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что втулка взаимодействует с наклонными поверхностями пазов, выполненных на обращенной в сторону штока поверхности каждого вкладыша.