ГЕНЕРАТОР СВЧ БЕЗ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ Российский патент 2015 года по МПК H01J25/50 

Техническое решение относится к области физики, в частности к технике генерации сверхвысокочастотного излучения, и может быть использовано для разработки генераторов сверхвысокочастотного излучения.

Известен «Сверхвысокочастотный генератор магнетронного типа» по патенту РФ №2334302, МПК H01J 25/55, заявл. 09.10.2008, опубл. 20.09.2008. Сверхвысокочастотный генератор магнетронного типа содержит цилиндрический вакуумированный корпус с размещенной в нем системой формирования продольного магнитного поля. Внутри системы коаксиально размещены катод и охватывающий его анод в виде резонатора, связанного со средством для вывода СВЧ-излучения. Сверхвысокочастотный генератор магнетронного типа содержит также внешние источники питания (источник питания анодного напряжения, источник питания накала, источник питания электромагнитов).

Наличие внешних источников питания следует, на наш взгляд, отнести к недостаткам известного устройства.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому устройству является сверхвысокочастотный генератор в виде цилиндрического многорезонаторного магнетрона, который описан в справочнике «Приборы для неразрушающего контроля материалов» под редакцией В.В. Клюева, в 2-х кн.-М.: Машиностроение, 1976, 391 с. (прототип описан в кн. 1, на стр.256-257).

Известный сверхвысокочастотный генератор содержит постоянный магнит, источник электронов (подогреваемый накалом катод), систему резонаторов, являющуюся анодом, блок питания, вырабатывающий анодное напряжение и напряжение накала, а также систему вывода энергии.

К недостаткам прототипа также можно отнести необходимость наличия внешних источников питания: анодно-катодного напряжения и напряжения накала.

Задачей предлагаемого изобретения является создание сверхвысокочастотного генератора, которому не требуются внешние источники питания.

Поставленная задача достигается за счет введения в конструкцию магнетрона устройства преобразования СВЧ-колебаний в постоянное напряжение и выполнения источника электронов из бета-радиоактивного материала. При этом постоянное напряжение между анодом (системой резонаторов) и катодом (цилиндрическим источником электронов) создают путем преобразования части энергии от системы вывода энергии с помощью устройства преобразования.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг.1 схематично изображен генератор СВЧ без электропитания (генератор электромагнитных колебаний диапазона СВЧ), вид сверху;

на фиг.2 показан генератор СВЧ без электропитания в аксонометрии;

на фиг.3 изображена блок-схема генератора СВЧ.

Генератор СВЧ без электропитания содержит катод 1, выполненный в виде стержня, из бета-радиоактивного материала. Катод 1 является источником электронов и размещен внутри цилиндрического анода, который выполнен в виде системы резонаторов 2, представляющих собой полости цилиндрической формы. Система резонаторов 2 связана с пространством взаимодействия 3 посредством щелей 4. СВЧ-энергия из системы резонаторов поступает в нагрузку посредством системы вывода 5. Генератор СВЧ без электропитания включает также преобразователь 6 СВЧ-колебаний в постоянное напряжение, использующий часть энергии от системы вывода 5.

Работа генератора СВЧ без электропитания осуществляется следующим образом.

Электроны движутся в ортогональном магнитном поле B (фиг.2) от катода 1 (бета-радиоактивного источника), к системе резонаторов 2. В пространстве взаимодействия 3 возникают пульсации границы облака пространственного заряда (фиг.1), которое в установившемся режиме достигает системы резонаторов 2, связанных с пространством взаимодействия 3 посредством щелей 4. В резонаторах 2 возникают сверхвысокочастотные колебания, которые через систему вывода 5 в виде СВЧ-энергии поступают, например, в коаксиальную линию, нагруженную на антенну, а часть энергии (фиг.3) используется преобразователем 6 СВЧ для создания постоянного напряжения между анодом (системой резонаторов 2) и катодом 1 (цилиндрическим источником электронов) генератора СВЧ 7 (магнетрона).

Преимуществом предлагаемого решения является отсутствие внешних электрических источников питания накала (низкого напряжения) и анодного высоковольтного напряжения.

Источники информации

1. Патент №2334302 C2 РФ, МКИ H01J 25/55. Сверхвысокочастотный генератор магнетронного типа / Дубинов А.Е., Птицын Б.Г., Селемир В.Д., Шилин К.С.; заявлено 09.10.2006; опубл. 20.09.2008.

2. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник в 2-х кн. под редакцией В.В.Клюева, кн. 1. - М.: Машиностроение, 1976, 391 с., с.201.

Изобретение относится к области физики, в частности к технике генерации сверхвысокочастотного излучения, и может быть использовано для разработки генераторов сверхвысокочастотного излучения. Технический результат - отсутствие внешних источников питания. Магнетрон оснащен дополнительным устройством преобразования СВЧ-колебаний для создания постоянного напряжения, а источник электронов выполнен из бета-радиоактивного материала. Причем постоянное напряжение между анодом - системой резонаторов - и катодом - цилиндрическим источником электронов - создается путем преобразования части энергии от системы вывода энергии с помощью СВЧ-выпрямителя. 3 ил.

Генератор СВЧ без электропитания, содержащий постоянный магнит, источник электронов (катод), систему резонаторов, являющуюся анодом, и систему вывода энергии, отличающийся тем, что магнетрон оснащен дополнительным устройством преобразования СВЧ-колебаний в постоянное напряжение между анодом и катодом путем преобразования части энергии от системы вывода, а источник электронов выполнен из бета-радиоактивного материала.