Магнетрон Советский патент 1987 года по МПК H01J23/20 

фаг. Изобретение относится к области электронных приборов СВЧ-диапазона, В частности к магнетронам и к устрой ствам для настройки частоты. Известны устройства для перестрой кн частоты магнетронов с помощью внешних линий., однако в случае длинных анодных систем применение извест ных устройств мало эффективно. С целью увеличения полосы перестройки анодных систем (в том числе длинноблочных), а также улучшения конструктивных и эксплуатационных па раметров (подавление паразитных видов колебаний в механизме перестройки, удобство охлаждения элементов перестройки, простота конструкции) в предлагаемом магнетроне система перестройки вынесена из объема резонаторной системы и основной перестро ечный элемент представляет собой отрезок коаксиальной линии; механизм перестройки (один или несколько раз мещен вдоль анодного блока так, чтобы ось анодного блока и перестроечной коаксиальной линии параллельны; внутренний стержень коаксиала со стороны, обращенной к анодному блоку, имеет переменный вдоль оси коаксиала профиль с заданным периодом изменения размеров; резонаторная система анодного блока связана с линией настройки при помощи многих эле .ментов связи, размещенных перпендику лярно к оси анодного блока и линии настройки, причем период размещения элементов связи по оси прибора совпа дает с периодом изменения профиля внутреннего стержня коаксиала. Элементы связи представляют собой штырьки-, которые одним концом входят в коайсиальную линию и создают в области их расположения по отношению к внутреннему стержню коаксиала элек трические поля, соответствующие емкостному эффекту. Другими концами штырьки электрически связаны с резонаторной системой анодного блока любым из известных способов (петлей, кондуктивно и др.). Перестройка осуществляется за счет одновременного изменения емкости между всеми штырьками и внутренним стержнем коаксиала при перемещении стержня вдоль своей оси. Так как коаксиальная линия перестройки в предлагаемом магнетроне не является резонансным элементом (ее резонансные свойства не используются, а наоборот, нежелательны), то для-исключения этих резонансных свойств приняты специальные меры: зазор между внутренним стержнем линии и наружным элементом уменьшен настолько, что волновое сопротивление линии весьма мало (0,5-1,0 Ом); внутренний стержень коаксиала имеет переменный профиль поверхности только со стороны, обращенной к анодному блоку, чем обеспечивается асимметрия собственных высокочастотных полей коаксиальной линии, препятствующая возникновению собственных резонансов в линии. На фиг.1 изображен предлагаемый магнетрон с разрезом; на фиг.2 -разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2; на фиг.5 - эквивалентная схема предлагаемого магнетрона. Перестраивающий стержень I размещен в корпусе 2 сбоку анодного блока 3. Элементы связи резонаторов 4 замедляющей системы с системой настройки выполнены в форме штырьков 5, припаянных одним концом к связкам 6. Другой конец щтырьков образует со стержнем I рабочий емкостной зазор. Перест;раивающий стержень имеет форму цилиндра, при необходимости охлаждаемого водой и имеющего со стороны, противостоящей емкостным штырькам 5, специальШ)1е лыски 8. Перестройка осуществляется следую- щим образом. При перемещении настраивающего стержня вдоль оси благодаря одинаковой периодичности размещения штырь ков 5 и лысок 8 одновременно все штырьки могут оказаться либо против лысок (см.фиг.4), либо против цилиндрической части стержня (см.фиг.З). В соответствии с этим происходит од- новременное изменение емкости всех штырьков, а следовательно, и емкости, подключаемой к связкам, за счет чего изменяется резонансная частота. Для того, чтобы избежать паразитых явлений и улучшить действие сисемы перестройки, необходимо выбиать параметры стержня 1 и корпуса 2 ак, чтобы они образовали коаксиапьую линию с возможно более низким олновым сопротивлением (0,5-1 Ом). Пояснить это можно следующим образом.

Эквивалентная емкость С (см. фиг.5), подключаемая к штырю 5, состоит из последовательного соединения емкости С, в зазоре 7 и емкости Cj. Кроме того, в линии с низким волновь1м сопротивлением и большими удельными потерями легче устранить влияние вредных паразитных резонансов.

В случае использования предлагаемого устройства для перестройки в относительно маломощных приборах, где нет опасности пробоя по изменяющемуся емкостному промежутку (зазор 7 на фиг.1), можно несколько расши рить диапазон перестройки, настраивая приблизительно в резонанс с рабочей частотой систему из индуктивности штырька 5 и емкости С. В этом случае в окрестности резонанса настроечной системы к связкам замедляющей системы могут быть подключены значительные реактивности и тем самым расширен диапазон механической перестройки.

МАГНЕТРОН, содержащий замед- лякяцую систему с высотой блока более л/2 и устройство для настройки частоты в виде коаксиальной линии, вынесенной за пределы анодного блока.отличающийся тем, что, с целью увеличения полосы перестройки, уменьшения искажения поля рабочего вида и улучшения охлаждения, замедляющая система соединена с коаксиальной линией при помгтщ элементов связи, периодически размещенных вдоль образующей анодного блока, а внутренний переме1цае№>&1й стержень коаксиальной линии имеет периодически изменяющееся сечение, совпадающее с периодичностью расположения элементов связи.

/1-А

.В

qiuz.Z

фиг. 4

CS

ПОР

фиг. 5