Магнитная периодическая фокусирующая система Советский патент 1979 года по МПК H01J23/08 

ия фокусирующего поля, близкого гармоническому).

Кроме того, в известной магнитной ериодической фокусирующей системе сложно расположить волноводиые вывоы энергии электронного прибора.

Целью изобретения является повыше ниё эффективности использования агнитного поля за счет создания оптимальной периодической форады распределения фокусирующего поля вдоль оси системы при уменьшении ее веса и габаритов.

Для достижения этой цели в магнитной периодической фокусирующей системе, выполненной изсерий соосных блоков, блоки установлены таким образом, что аксиально намагниченные Магниты каждых двух соседних блоков обращёны к плоским магнитомйгким по- люсным наконечникам разноименными малвитными ЬолюсаМи. С цельк) повыения уровня амплитудных значен,ий фокусирующего поля внутренний диаметр кольцевого пол1С(Сйсзго НЖкЪйечника; равен меньшему диаметру конической внутренней поверхности аксиально намагниченного магнита и его плоского полюсного наконечника, имеющего форму плоского кольца. Радиально 1амагниченный магнит внутренним полюсом может быть подключен ко всем полюсным наконечникамблока,

В одном из вариантов системы между блоками могут быть выполнены зазоры, делящие пополам плоские полюсные накбнбчники. :. ..... .-.,4

На фиг.1 изображена предлагаемая система, продольный разрез; на фиг.2то же, вид с торца; на фиг.З - вариант системы с конической внутрённей поверхнЬстью аксиально намагниченного магнита, продольный разрез; на фиг.4 - вариант системы с радиальнонамагниченным ; магнитом, подключеннымвнутренним полюсом ко всем прлюсны 1 наконечйикам- блока, продольный разрез.

Простейший вариант магнитной периодической фокусирующей системы может быть собран из серии соосньвс блоков, состоящих из последовательно установлённкЬс вплотную друг к другу (при отсчете вдоль оси системы) магнитомягк1эго полюсного накочечйика 1, аксиальнр намагниченногомагнита 2/ радиально намагниченного магнита 3, дополненного у внутреннего полюса S кольцевым магнитномягким наконечг НЙ.КОМ 4, с центром на ос системы, аксиально нг м гничейного магнита 5 и §Уорох 1 гнктомягкого плоского nojTOCHorb наконечника б, аналогичного плоскому полюсному накс)нечнику 1. В системе для УлУч1шён я формы :расй ЩГелёнйя фокусирушего поля в рабочем канале 7 (фиг.2) (улучшение фокусирующего действия системы), See упомянутые блоки соединены по

наружной поверхности с экраном 8 и повернуты друг к другу (при отсчете Вдоль оси в плоскости симметрии системы) разноименными магнитными полюсами (указаны на всех фигурах буквами N и S) .

При таком расположении полюсов блоков на всех полюсных наконечниках 1 и 6 будет нулевой магнитный потенциал, а ступица 9 этих наконечников, выполненная в виде двух буртиков, окружающих центральное отверстие в наконечниках, служит экраном для неоднородностей магнитов и одновременно шунтирует часть потока между соседними (находящимися впереди и сзади ее) магнитомягкими кольцевыми наконечниками 4, на которые подана разность магнитных потенциалов соседних блоков. Благодаря плоской части наконечников 1 и 6 увеличивается магнитный потенциал; приложенный к наконечникам 4, а. благодаря шунтирующему действию ступицы 9 наконечников 1 и б распределение магнитного поля в рабочем канале магнитной периодической фокусирующей системы приобретает дополнительные нечетные га-рмоники, наложенные на основную гармоническую составляющую.синусоидального распределения. Фокусирующе действие магнитного периодического поля, имеющего нечетные гармоники в тонком периоде существенно эффективного действия только гармонического синусоидального магнитного поля. Соединение всех полюсных наконечников 1 и б экраном 8 позволяет выровнять уровень амплитудных значеНИИ магнитного поля вдоль всей ма;Гнитной систему.

Для повышения уровня амплитуд магнитного поля в экранированно комбинированной магнитной периодической фокусирующей системе типа той,что описана BHufe, последняя может быть трансформирована в систему,приведен.ную на фиг.З. Цифрами 2-В на фиг.З показан з элементы магнитной системы, обозначенные и описанные выше. У системы (фиг.З) внутренний диаметр полюсного наконечника 4 радиально намагниченного магнита 3 равен меньшему внутреннему диаметру аксиально наМагниченных магнитов 2 и 5, имеющих в нутренню1ю коническую поверхность 10. Кроме того, плоские полюсные наконечники 1 и 6 выполнены и виде гладких кольцевых дисков, имеющих прямоугольное продольное ради. альное сечение. Чтобы уменьшить рассеяние магнитных потоков между соседними полюсными наконечниками 4, перемещающие их наконечники 1 и 6 имеют тот же внутренний диаметр, который в свою очередь, равен меньшему внутреннему диаметру аксиально нам4гн - енных магнитов 2 и 5. За счет магнитных потоков, направленних в рабочий канал 7 частями магнитов 2 и 5, прилегающими к наконечникам. Ли 6, в рабочем канале 7 формируется периодическое магнитное поле повышенной величины.

Для улучшения условий создания .более эффективного (реверсивного) распределения магнитного периодического фокусирующего поля в экранированной комбинированной магнитной ,периодической фокусирующей системе целесообразно, чтобы радиально намагниченный магнит каждого блока внутренним полюсом йасался всех полюсных наконечников блока, как показано на фиг.4.

Чтобы радиально намагниченный магнит 3 касался внутренним полюсом первого плоского 1, и второго плоскго б, а также центрального наконечника 4 у центра полюса радиально намагниченного магнита 3, последний должен иметь близкую к треугольной в продольном сечении (в плоскости симметрии системы) форму, причем меньший полюс радиально намагниченного магнита должен находиться в строне,, удаленной от оси системы. Аксиально намагниченные магниты 2 и 5 в этом случае имеют в сечении форму близкую к прямоугольному треугольнику, обращенному прямш1 углом к экрану 8 системы и плоским полюсным накр нечникам 1 и 6. Для исключения сильного шунтирования экрансм 8 магнитных потоков мазгнитов 2 и 5, между экраном 8 и магнитами 2 и 5, предусмотрены воздушные зазоры 11. Для увеличения йагнитных потенциалов , приложенных к каждому наконечнику системы, и для выравнивания амплитудных (максимальных) значений магнитных полей вдоль рабочего канала, от экрана 8 напротив ка1ждого блока отходят магнитопроводы 12, соединённые с не подключенными к наконечникам полюсами всех магнитов каждого блока.

Магнитная система, показанная на фиг.4, может выполняться и кольцевых магнитах, но предпочтительнее вариант на призматических магнитах. Применение такой конструкции предпочтительнее для систем.с протяженнил периодом реверсивного магнитного поля.

Для снижения веса экранированной комбинированной магнитной периодическрй фокусирующей системы и улучшения осевой симметрии магнитного поля в ней между блоками системы целесообразно предусмотреть зазоры, деляьдае пополам «плоские полюсные наконе ники.

Описанная конструкция магнитной периодической фокусирующей системы позволяет обеспечить минимальные габариты и вес магнитной системы за счет выбора вида распределения магнитного периодического поля более

эффективного для фокусирования, чем традиционное гармоническое синусоидальное, а именно- реверсивного распределения и с третьей гармоникой ;в распределении периодического фокусирующего поля. Применение таких полей позволяет, во-первых, снизить общий уровень амплитуды необходимого ;для фокусировки магнитного ПОЛЯ (это, естественно, пЬзволя,ет снизить вес, необходимый для создания такого поля

магнитной системы), во-вторых, увеличить период эффективно действующего магнитного поля (это позволяет использовать магниты ближе к точке максимального энергетического

произведения материала магнитов и за счет этогр снизить вес магнитной системы), в-третьих, повысить стабильность электронного потока (особенно в условиях высокочастотной расфокусировки), за счет чего увеличивается долговечность электронного прибора в целом.

Формула изобретения

25

1. Магнитная периодическая фокусирук щая систе1иа, выполненная из соосных блоков, состоящих из последовательно установленных вдолы оси

плоского перпендикулярного оси системы магнитоМягкого полюсного наконечника, аксиально намагниченного магнита, радиально намагниченного магнита с кольцевШ магнитомягким

полюсным наконечником у его внутреннего полюса, аксиально намагниченного магнита и второго магнитомягкого плоского поЛ осного наконечника, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с

целью повышения эффективности использования магнитного поля при уменьшений веса и габаритов, блоки в системе установлены таким образом, что аксиально v намагниченные магниты каждых двух сбсёднйх блоков обращёны к плоским магнит.смягким полюсным наконечникам разноименные магнитными полюсами.

2. Система по п.1,о т л .и ч а юад а я с я тем, что, с целью повышения уровня амплитудных значений фокусирующего поля, внутренний диаметр кольцевого полюсного наконечника рав.ен меньшему диаметру конической внутренней поверхности аксиально намагниченнбго магнита и его плоского полюсного наконечника, имеющего форму плоского кольца.

3. Система по n.-l о т л и ч а ющ а я с я тем, что радиально намагниченный магнит внутренним полюсом соединен со всеми полюсньлш наконечниками блока.

4. Систала по п.п. 1-3, о т л ичающаяся тем, что между блоками имеются зазоры, делящие пополам плоские полюсные наконечники.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

/

1.Мельников Ю,А. Постоянные магниты электровакуумньох СВЧ приборов М., Сов.радио , .1967, сЛ34,

2.Авторское свидетельство СССР 506918, кл. Н 01 J 23/08, 1973.