СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОВАКУУМНОГО ПРИБОРА "0" ТИПА (ЕГО ВАРИАНТЫ) Советский патент 1994 года по МПК H01J23/87 

Изобретение относится к электро- и радиотехнике, в частности к устройствам электровакуумных приборов с электронным пучком, фокусируемым системой на постоянных магнитах, а также к способам их изготовления. Изобретение может быть использовано, например, при создании ламп бегущей волны и клистронов.

Известен способ изготовления электровакуумного прибора, включающий сборку его фокусирующей системы на основе постоянных магнитов из нескольких частей.

Однако сборка магнитных систем из отдельных частей, хотя и позволяет получить протяженные и эффективные магнитные поля, например, если концевые части системы из сплава ЮНДК 35ТБА, а срединные части из ЮНДК 25БА, то из-за присущих магнитам неоднородностей добиться эффективной фокусировки в таких системах без специальных устройств для улучшения аксиальной симметрии магнитных полей невозможно. Все устройства для улучшения однородности магнитных полей приводят к существенному росту габаритов и массы изделия.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ изготовления электровакуумных приборов О-типа с магнитной фокусирующей системой (МФС), включающий сборку МФС из секций и контроль магнитных параметров.

Однако для ЛБВ и других высокоэффективных приборов с протяженным электронным потоком известный способ не позволяет обеспечить высокий выход годных приборов.

Цель изобретения - увеличение выхода годных приборов.

Цель достигается тем, что в способе изготовления электровакуумного прибора О-типа с магнитной фокусирующей системой, включающем сборку МФС из секций, контроль магнитных параметров каждой секции, при сборке секций вдоль оси прибора ориентируют направление поперечных магнитных полей соседних секций взаимно противоположно, измеряют величину и угол ориентации индукции результирующего поперечного магнитного поля вдоль оси собранной системы и о ее годности судят по соотношению
где В₁(ζ) - индукция поперечного магнитного поля;
β_c= ,
ω_с - циклотронная частота;
v_o - продольная скорость электронов пучка;
z - расстояние от начала области однородного продольного поля до любой точки на оси МФС.

0 ≅ z ≅ l; 0 ≅ ζ≅ z;
l - длина пролетного канала прибора;
Ψ(ζ) - угол ориентации индукции результирующего поперечного магнитного поля;
m = m= ,
В_Б - индукция бриллюэновского магнитного поля (Т);
В - индукция фокусирующего магнитного поля (Т);
b - радиус электронного пучка;
а - радиус пролетного канала.

Цель достигается также тем, что в способе изготовления электровакуумного прибора О-типа с магнитной фокусирующей системой из расположенных вдоль оси секций, включающем сборку каждой секции из постоянных магнитов, для каждой секции подбирают пары магнитов со значениями индукции поперечного магнитного поля на оси секции одного порядка и с направлениями, отличающимися не более чем на 30^о от плоскости симметрии каждой пары, каждые две пары устанавливают радиально друг за другом и симметрично относительно центра секции, ориентируя векторы индукции поперечного магнитного поля этих пар навстречу друг другу.

Оба варианта способа изготовления электровакуумного прибора направлены на решение одной и той же задачи - создание электровакуумных приборов О-типа с электронным пучком, фокусируемым системой на постоянных магнитах, не требующих дополнительной юстировки после сборки, и на реализацию одной и той же цели - увеличение процента выхода годных приборов.

Физический смысл соотношения состоит в следующем. Левая часть соотношения определяет возможное относительное поперечное смещение электронного пучка в пролетном канале прибора под действием сил поперечного магнитного поля. Равенство левой части соотношения единице означает касание электронным пучком стенки пролетного канала, что недопустимо. Предпочтительно, чтобы левая часть соотношения вообще была как можно меньше (например, не превышала 0,5-0,6), в этом случае уменьшается возможное относительное поперечное смещение электронного пучка.

На фиг. 1 показан осевой разрез электровакуумного прибора с осесимметричным пролетным каналом для электронного пучка 1, электронный пучок 1 фокусируется магнитно-фокусирующей системой 2, которая в направлении, перпендикулярном оси прибора, расчленена в общем случае на N секций, выполненных с возможностью азимутального смещения друг относительно друга, обозначенных на фиг. 1 цифрами 3, 4, 5 . . . +2.

На фиг. 2 показан поперечный разрез одной из секций. Форма магнитов, составляющих секцию, может быть различной: cекторная (фиг. 2), трапециевидная, прямоугольная, кольцевая и др. Каждая секция состоит из четного числа постоянных магнитов намагниченных до одного и того же уровня, с противоположным направлением поперечного магнитного поля на оси каждой пары диаметрально противоположных магнитов, выделенных на фиг. 2 штриховкой. Одна пара магнитов обозначена цифрой I, а подобранная для нее другая пара магнитов - цифрой II.

Сущность ограничения, накладываемого на направление индукции поперечного магнитного поля на оси секции для каждой пары магнитов, поясняется на фиг. 3. Здесь ОО' - плоскость симметрии пар магнитов; А и В - векторы поперечной составляющей индукции магнитного поля соответственно I и II пар магнитов, углы α и β соответствуют отклонению направления индукции поперечного магнитного поля от плоскости симметрии ОО' пар магнитов. Величина результирующего вектора поперечного магнитного поля на оси секции - величина сектора CVec - будет меньше величины любого из векторов AVec и BVec) только в том случае, если углы α и β каждый не превышает +30^о. При величинах углов α и β, больших 30^о, нарушается принцип взаимной компенсации поперечных магнитных полей пар магнитов на оси секции (т. е. результирующий вектор CVec становится больше максимального из векторов AVec и BVec).

Наибольший положительный эффект будет в случае, когда отклонения направлений индукции поперечного магнитного поля от плоскости симметрии пар магнитов равны нулю, а величины векторов индукции поперечного магнитного поля пар магнитов равны между собой.

По сравнению с известными предлагаемый способ обеспечивает создание узлов, после сборки которых не требуется дальнейшей юстировки прибора, что дает возможность на 15-20% увеличить выход годных приборов. (56) Патент США N 2952803, кл. 317-201, опублик. 1960.

Научно-технический отчет N 628 предприятия НИИ "Волна", 1969.

1. Способ изготовления электровакуумного прибора О-типа с магнитной фокусирующей системой, включающий сборку магнитной фокусирующей системы из секций, контроль магнитных параметров каждой секции, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода годных приборов, при сборке секций вдоль оси прибора ориентируют направления поперечных магнитных полей соседних секций взаимно противоположно, измеряют величину и угол ориентации индукции результирующего поперечного магнитного поля вдоль оси собранной системы и о ее годности судят по соотношению
,
где B₁(ζ) - индукция поперечного магнитного поля;
β_c=
ω_с - циклотронная частота;
v₀ - продольная скорость электронов пучка;
Z - расстояние от начала области однородного продольного поля до любой точки на оси магнитной фокусирующей системы,
0 ≅ Z ≅ l, 0 ≅ ζ≅Z;
l - длина пролетного канала прибора;
Ψ(ζ) - угол ориентации индукции результирующего поперечного магнитного поля;
m= ;
B_б - индукция бриллюэновского магнитного поля, Т;
B - индукция фокусирующего магнитного поля, Т;
b - радиус электронного пучка;
a - радиус пролетного канала. 2. Способ изготовления электровакуумного прибора О-типа с магнитной фокусирующей системой из расположенных вдоль оси секций, включающий сборку каждой секции из постоянных магнитов, отличающийся тем, что, с целью увеличения процента выхода годных приборов, для каждой секции подбирают пары магнитов со значениями индукции поперечного магнитного поля на оси секции одного порядка и с направлениями, отклоняющимися не более чем на 30^o от плоскости симметрии каждой пары, каждые две пары устанавливают радиально одна за другой и симметрично относительно центра секции, ориентируя векторы индукции поперечного магнитного поля этих пар навстречу друг другу.