Электронно-лучевая лампа для микроволн Советский патент 1941 года по МПК H01J23/18 H01J25/24 

В области микроволн в течение двух десятков лет применялись для различных целей лампы с тормозящим полем. Практика показала, что лампы с тор-мозящим полем могут работать в области от 2 см до нескольких метров и ято единственным недостатком этих ламп является крайне низкий коэфициент полезного действия.

Низкий к. п. д. в обычных трехэлектродных лампах с цилиндрической симметрией вызывается тем, что большая часть электронов, вылетевших из нити накала, попадает сразу на сетку лампы. Эта часть электронов яе может отдавать свою энергию колебательному контуру и вызывает лишь нагрев сетки. Другой причиной, также обусловливаюш;ей низкий к. п. д., является применение недостаточно хороших колебательных контуров. JW3BecTHO, что применение резонируюш;его объема (резотанка) дало возможнрсть еще в 1937 г. фирме Пинч получить генераторные лампы на волну 14,3 см с выходной мощностью 2 ватта при к. п. д. порядка 10%. В 1939 г. фирме Дженераль Электрик Компани удалось построить электронно-лучевые лампы с тормозящим полем.

Предметом настоящего авторского свидетельства является электронно-лучевая лампа, в которой для устранения прямого попадания вылетевших из катода электронов на ускоряющий электрод (чем и устраняется группа электронов, аналогичная группе летящих от катода до сетки) электронный поток концентрируется в узкий луч, причем для прохода узкого электронного луча к тормозящему электроду противоположные стенки резонатора, согласно изобретеиию, снабжены осевыми отве-рстияМИ, а для отвода рассеивающихся обратно идущих электронов ближайшая к тормозящему электроду стенка резонатора имеет несколько дополнительных отверстий, размещенных вокруг осевого отверстия. Устранение же прямого попадания электронов на ускоряющий электрод приводит к устранению основных потерь, присущих обычным лампам с тормозящим полем, и создает условия для повышения к. п. д.

Сущность изобретения поясняется схематическим чертежом, на котором фиг. 1 изображает возможную конструкцию предлагаемой лампы в разрезе, а фиг. 2 - расположение электродов и пути1 электронов в перспективном виде.

Предлагаемая лампа содержит касвидетельства является электронно-лу.

объемный резонатор 2 и тормозящий электрод 3, монтированные на цоколе 4. От резоиаторя 2 отходит к аятенне проводник 5. На резонаторе установлен настроечный диск 6. Стенки резонатора снабжены отверстиями 7 и 8 для прохода электронного луча.

При прохождении узкого электронного луча 9 сквозь объемный контур под влиянием его высокочастотного поля некоторые электроны увеличат свою кинетическую энергию, некоторые уменьш ат.

Работа, совершаемая переменным полем резонатора на изменение энергии пролетающих электронов, при постоянной силе входящего тока весьма мала и для некоторых углов пролета может быть сделана отрицательной.

На тормозящий электрод попадут те электроны, у которых кинетическая энергия была увеличена. Остальные электроны не долетят до тормозящего электрода и пойдут обратно.

Если эти возвращающиеся электроны (представляющие собой переменный ток) пройдут снова сквозь переменное поле объемного резонатора, но пройдут в тот л ОМент, когда это поле будет тормозящим, то они отдадут часть своей энергии колебательному контуру. Для того, чтобы убрать из работы эти уже отработавшие электроны и не дать им возможности снова набирать энергию за счет переменного поля (что могло случиться, если бы электроны возвращались по старому пути) лам1па конструируется так, чтобы после отражения от то-рмозящего электрода луч рассеивался, как показано на фиг. 2.

Такая форма электронного луча очень похожа на работающий фонтан (ч.то дало основание автору назвать этот луч «фонтанирующим). Благодаря тому, что в нижней стенке резоиатора проделано только одно набольш ое от1верстие 7 для прохода луча 9, а в верхней - много отверстий 8, то возвращающиеся электроны после прохождения тормозящего поля будут поглощены нижней -стеекой резонатора. Создание фонтанирующего луча .может быть произведено различными способами, например: 1) фокусирующее устройство может быть сделано таким, чтобы пути отдельных электронов пересекались; 2) аноду может быть придана соответствующая кри визна; 3) между резонатором и анодом может быть поставлено дополнительное кольцо, создающее рассеивающее поле; 4) может быть использован краевой эффект электрического поля у отверстий; 5) многие другие способы, аналогичные перечисленным выше, и их комбинации.

Настройка лампы на нужную длину волны осуществляется поворотом диска 6 настройки путем деформации гофрированной стенюи и изменения зазора между донышками резонатора.

Описанная конструкция предлагаемой ламиы является лишь одним из огромного числа вариантов, в которых может быть использован фонтанирующий луч. Лампа такого типа может быть использована в качестве генераторной, регенератибно-прнемной, дающей большое усиление по высокой частоте, и для ряда других целей.

Предмет изобретен и я.

Электронно-лучевая лампа для микроволн, имеющая один объемный резонатор, отличающаяся тем, что для прохода узкого электронного луча, к тормозящему электроду противоположные стенки резонатора снабжены осевыми отверстиями, а для отвода рассеивающихся обратно идущих электронов ближайщая к тормозящему электроду стенка резонатора имеет несколько дополнительных отверстий, размещенных вокруг осевого отверстия.

фиг1

фиг2