Волноводное окно Советский патент 1991 года по МПК H01J23/36 

Изобретение относится к электровакуумным приборам сверхвысокочастотного диапазона, в частности к выво.дам энергии мощных приборов.

Используемые для изготовления выводов энергии керамики (22ХС, брокерит, сапфирит и др.) имеют коэффициент вторичной эмиссии больше единицы в широком диапазоне напряжений первичных электронов. Поэтому при работе в приборах СВЧ между противоположными вакуумными поверхностями керамического конуса возникает двухповерхностный вторично-электронный резонансньй разряд (ВЭРР), что приводит к перегреву и разрушению керамики и выходу из строя приборов.

Для предотвращения ВЭРР на вакуумную поверхность керамического конуса наносят антиэмиссионные покрытия в виде металлической (титановой, золотой и т.п.) или диэлектрической (из нитрида бора и т.п.) пленки.

де штырей, проточек, диафрагм и вкладыщей.

Недостаток выводов энергии с керамическим конусом, имеющим антиэмиссионные покрытия, заключается в том, что покрытия получают нестабильные, так как невозможно обеспечить равномерность толщин покрытия по поверхности такой сложной формы, какой является поверхность конуса, и отсутствуют надежные методы контроля толщины этого покрытия.

Целью изобретения является предотвращение разрушения керамического окна вывода энергии вследствие ВЭРР и паразитных резонансных колебаний. Для этого диаметр-малого основания усеченного конуса выбирают больше О,1 длины волны, и малое основание конуса выполняют полым.

На чертеже схематично показано предлагаемое волноводное окно вывода энергии.

ния V (или мощности Р) между ними, длины волны 1 ВЧ-колебаний,расстояния d между этими поверхностями и угла (О вьшета первичного электрона по отношению к синусоиде приложенного напряжения.

Величину Напряжения существования ВЭРР определяют по формуле:

2 m л- 1+К ,.

d ч

m e

V 4ii ( --TJC ) (МП -г-:: cos(f+

I К

siTiC|) ,

+ 2

где n - число (нечетное) полупериодов приложенного напряжения, в течение которых электрон пересекает разрядный промежуток d(n 1,3,5,..); Ср - угол выпета электронов,участвующих в разряде, ( Cf

1 mm Цтчх т,е - масса и заряд электрона;

К - коэффициент, равный отношению начальной скорости вторичного электрона к скорости первичнргб электрона, При использовании в выводе энергии керамического конуса даже при неизменных уровне мощности Р и длине волны ВЧ-колебаний Л напряжения между различными точками вакуумных поверхностей конуса различны. Это создает различные условия для возникновения ВЭРР в разных частях конуса. Определить область существования ВЭРР в керамическом конусе при разных уровнях мощности можно,сопос.тавляя величины напряжения существования ВЭРР (рассчитанные по формуле)

между двумя поверхностями с величинами мощности при величине коэффициента вторичной эмиссии (7 1 .

Таким образом, для данного значения (или диапазона изменения }( ) можно выполнить усеченный керамический конус такой формы (круглый, эллиптический или овальный), что расстояние между противоположными вакуумными поверхностями вдоль электрических силовых линий d 0,1 А .

Для исключения возникновения и равития скользящего одноповерхностного ВЭРР вершину усеченного конуса выполняют выпуклой.

Повыщение электрической прочности вывода энергии и расширение полосы рабочих частот может быть достигнуто смещением из рабочей полосы в коротковолновую область наиболее длинноволновых паразитных резонансов.

Известно, что уменьшение объема диэлектрика в волноводе приводит к уменьшению длины волны колебаний паразитных резонансов. Очевидно, что уменьшение длины волны паразитных резонансов в выводе энергии с керамическим конусом может быть достигнуто за счет уменьшения высоты (объема) конуса путем выполнения его в виде усеченного конуса.

Таким образом, смещение паразитных резонансов из рабочей полосы

5 частот в коротковолновую область

достигается при выполнении усеченного конуса керамического окна вывода энергии такой формы, чтобы выполнялось условие , Л .

W//////////////////////

z//////////////////////////

ВОЛНОВОДНОЕ ОКНО вывода энергии для мощных приборов СВЧ,содержащее усеченный керамический конус, отличающееся тем, что, с целью предотвращения разрушения окна за счет вторично-эмиссионного резонансного разряда и паразитных резонансов высших тип'ов волн,диаметр малого основания конуса больше 0,1 длины волны.2. Волноводное окно по- п.1, отличающееся тем, что малое основание конуса выполненоВЕ.ШУКЛЫМ.