ПРИБОР МАГНЕТРОННОГО ТИПА Советский патент 1969 года по МПК H01J25/58 

В известных приборах магнетронного типа для устранения нежелательных паразитных токов, распространяющихся в осевом направлении и ухудшающих параметры прибора, применяют экраны (выступы), расположенные на катоде или отделенные от него и питаемые от дополнительного источника запирающего напряжения. Эти приборы недостаточно эффективны или имеют чрезмерно сложную конструкцию.

Пространство взаимодействия в этих приборах образовано анодной системой и катодом, а торцовые полости, примыкающие к пространству взаимодействия, ограничены полюсными наконечниками (или крышками прибора). Предложенный прибор отличается от известных тем, что для повышения его к.п.д. и стабильности в работе в его торцовых полостях помещены изолированные от анодной системы и катода металлические кольца, закрепленные на изоляторах на катоде или полюсных наконечниках. Кольца предназначены для устранения утечки в торцы электронов электростатического заряда, создаваемого на кольцах электронами, осевшими с катода.

На фиг. 1-4 схематически изображен предлагаемый прибор магнетронного типа в различных вариантах.

В торцовой полости 1 прибора, расположенной в непосредственной близости от катода 2, анода 3 и полюсных наконечников 4, помещено изолированное металлическое кольцо 5, достаточно удаленное от электродов для сохранения электрической прочности. Кольцо принимает потенциал того участка, где оно находится (предположим, что катод 2 не эмитирует).

При наличии эмиссии с катода 2 и токов в осевом направлении часть электронов будет оседать на кольце 5, создавая на нем электростатический заряд.

Благодаря этому заряду потенциал кольца 5 уменьшится и электрическое поле перераспределится в торцовой полости 1ив краевых участках пространства взаимодействия.

Величина заряда увеличивается е увеличением тока в осевом направлении. При соответствующей его величине электроны, перемещающиеся в направлении торцовой полости, уже не смогут преодолеть тормозящего действия поля, создаваемого отрицательными зарядами на кольце, и будут возвращаться в пространство взаимодействия.

Таким образом, за счет электростатического эффекта зарядов на изолированном металлическом кольце в торцовой полости прибора магнетронного типа устраняется нежелательный электронный ток, текущий в осевом направлении.

Прибор выполняется в различных вариантах.

В магнетроне сравнительно невысокой мощности (см. фиг. 2) металлические кольца 5 помещены в торцовых полостях и прикреплены к полюсным наконечникам 4 с помощью керамических колец 6. При этом кольцо может быть выполнено из керамики с тонким слоем металлизации.

В мощных магнетронах изолированное металлическое кольцо может быть выполнено из трубки, по которой протекает охлаждающая жидкость.

Роль металлического кольца в магнетроне может быть выполнено из трубки, по которой протекает охлаждающая жидкость.

Роль металлического кольца в магнетроне может выполнять металлический экран 7 (фит. 3), изолированный от катода с помощью керамической изоляции 8, являющейся составной частью катодного узла (в низкотемпературном или холодном катоде).

Кольцо 5 может быть укреплено с помощью керамических изоляторов 9 в лампе обратной волны типа «М». Здесь применены также холодный катод и замедляющая система 10.

Для избежания пробоев с кольца на полюсный наконечник (анод) целесообразно направить «излишние» заряды с кольца на анод. Для этого между кольцом и анодом включают омическое сопротивление, величина которого (в общем случае большая) подбирается экспериментально. В простейшем случае его роль выполняет сопротивление поверхности изолятора (керамики) или нанесенные в виде тонких линий полосы слабо проводящего вакуумного материала (например, графита).

Эксперименты показали, что к.п.д. предлагаемого прибора на 12% больше, чем к.п.д. известных приборов и, кроме того, существенно снижается влияние режима работы прибора и параметров накала его катода на форму спектора СВЧ-колебаний.

Прибор магнетронного типа, пространство взаимодействия которого образовано анодной системой и катодом, а торцовые полости, примыкающие к пространству взаимодействия, ограничены полюсными наконечниками (или крышками прибора), отличающийся тем, что, с целью повышения к.п.д. и стабильности работы прибора, в торцовых полостях помещены изолированные от анодной системы и катода металлические кольца, закрепленные на изоляторах на полюсных наконечниках или катоде и служащие для устранения утечки электростатического заряда, образованного на кольцах осевшими электронами с катода.