Магнетронный генератор или усилитель Советский патент 1958 года по МПК H01J25/58 H01J23/02 H01J23/20 

Изобретение относится к области электровакуумных приборов сверхвысокой частоты магнетронного типа с циклическими электронными пучками, находящимися в постоянных электрическом и магнитном полях.

В современных магнетронных генераторах вывод энергии обычно связан непосредственно с одним из резонаторов резонансной системы или структуры. Так как объемные резонаторы обычно возбуждаются на колебаниях основного вида и размеры резонаторов зависят от длины волны, то при коротких волнах размеры резонаторов становятся столь малы, что изготовление их весьма усложняется или даже оказывается невозможным.

При попытках вывести из резонатора сколько-нибудь заметную мош,но,:ть, необходимая для этого интенсивность поля становится достаточно большой для вырывания из катода электронов этим полем. Такое же явление может иметь место при выводе из резонатора больших мои;иостей и па менее коротких волнах СВЧ.

В описываемом изобретении этот недостаток уст :1анен тем, что катод магнетронного генератора или усилителя расположен вокруг анода и, следовательно, имеет большую эмиссионную поверхность, что обеспечивает увеличение эмиссионного тока, и, как следствие, возрастание выходной мош,ности при тех же значениях анодного напряжения, а анод выполнен в виде волновода со щелями, соединяющими пространство анод-катод с полостью волновода, которая используется для вывода высокочастотной энергии.

Щели, образующие резонансную систему, могут быть расположены по зигзагообразной линии, а также образованы в стенке объемного резонатора.

При возбуждении системы щелей, образующих резонансную систему, возбуждается и волновод, который одновременно служит и П1ирокодиапазонным выводом энергии, а, следовательно, автоматически и просто решается вопрос о выводе энергии для миллиметрового и гектомикронного диапазона волн.

Лс 115956- 2 -

На фиг. 1-4 представлены варианты исполнения предлагаемого магнетронного генератора; на фиг. 5 - варианты исполнения щелей.

На фиг. 1-4 обозначено: / - волновод, 2 и 5 -вертикальные диски, 4 - щели, 5-внутренняя поверхность катода, покрытая эмиссионным слоем, 6 - кольцеобразный катод, 7-конпевые диски, 8 - подогреватель, 9 - выводы подогревателя, 10-кожух магнетрона, // - дроссели, 12 - поршень, 13-диафрагма, 14 - фокусирующая линза, 15 - объемные резонаторы, 16 - щельНа фиг. 1 схематически изображен магнетронный генератор, у которого в качестве анода использована ра/:щиренная часть волновода 1, расположенная между вертикальными дисками 2 и 5 и снабженная прорезанными в ней щелями 4. Над расгииренной частью волновода, в которой прорезаны щели, коаксиально с ним расположен эмиссионный слой 5 катода 6, ограниченного с обоих концов концевыми дисками 7. Внутри катода ра.:полагается покрытая изоляцией вольфрамовая спираль 8 подогревателя. Крепление и вывод катода и подогревателя осуществляются с помощью выводов 9, вмонтированных в кожух 10 магнетрона.

Для уменьшения утечки электромагнитной энергии из прогстранства взаимодей ствия применяются дроссели 11, располагаемые в выводах катода и подогревателей, либо же около концов катода. Для направления электромагнитной энергии в нужном направлении, а также для компенсации сопротивления, вносимого вакуумным уплотнением магнетрона, на вполне определенном расстоянии от щелей помещается закорачивающий поршень 12.

В механически настраиваемых магнетронных генераторах подвижная часть элементов настройки прикрепляется к диафрагме 13 или сильфону, как это показано на фиг. 2.

В магнетропном генераторе, показанном на фиг. 3, электромагнитные волны фокусируются линзой 14 на вход в волновод и возбуждают его.

На фиг. 4 представлен магнетронный генератор с системой связанных (обычным способом с помощью связок, либо же с помощью отверстий) объемных резонаторов 15, соединенных с выводом энергии через щель 16 в каждом резонаторе.

В качестве магнитной системы для магнетронных генераторов и усилителей предложенной системы, как и для обычных магнетронов, могут быть применены постоянные магниты, электромагниты, а для усилителей магнетронного типа - катушки соленоидов.

На позициях а, б, в, г фиг. 5 показана развертка различных возможных систем резонансных щелей, на позициях д, в-развертка системы щелей, расположенных по зигзагообразной линии - простой и с переворачиванием фазы, на позиции ж - развертка системы щелей, образованных рядом стержней, на позиции з - развертка системы щелей, образованных плоской проволочной спиралью и на позициях и, к - развертки систем щелей, образованных объемными резонаторами типа щель - отверстие.

Пред.мет изобретения

1. Магнетронный генераторили усилитель, в котором катод расположен вокруг анода, отличающийся тем, что, с целью осуществления работы в области миллиметровых и гектомикронных волн, повышения выходной мощности в области сантиметровых волн и обеспечения широкодиапазопиого вывода энергии, анод выполнен в виде волновода, снабженного на участке, расположенном против катода, рядом резонаисных щелей, соединяющих пространство катод - анод с полостью волновода, служащей выводом высокочастотной энергии.

2.Форма выполнения магнетронного генератора или усилителя по п. 1, отличающаяся тем, что ш.ели расположены по зигзагообразной линии.

3.Форма выполнения магнетронного генератора или усилителя по п. 1, о тл и ч а юш,а Я|С я тем, что щели находятся в стенке объемного резонатора.

Фиг. 7

1 12

4 16

и

ё) @ © @ ® (ё)

ч 5