Магнетронный генератор Советский патент 1979 года по МПК H01J25/50 

йучка применение обычных магнитных систем не представляется возможным как изза ограниченных объемов, так и из-за конструктивных особенностей сильноточных электронных пушек (наличие распространяющегося вдоль оси сильноточного диода электронного пучка исключает возможность размещения полюсных наконечников, дополнительных магнитов около пространства взаимодействия).

Известен магнетрон, позволяющий генерировать сверхмощные ( 1 ГВт) СВЧ - импульсы на основе использования сильноточных релятивистских электронных пучков.

Магнетронный генератор при этом содержит катод, окруженный многорезонаторным анодным блоком, который соединен с подводящими напряжение электродами, и импульсную магнитную систему в виде пары Гельмгольца, состоящую из двух катушек и расположенную снаружи анодного блока коаксиально с ним {2. Использование такой магнитной системы дает определенные преимущества: она позволяет получить достаточно однородное магнитное поле и сравнительно просто осуществить вывод энергии из какого-либо резонатора с помощью волновода. Однако имеются и серьезные недостатки. Наличие анодного блока в магнитном зазоре приводит к экранировке импульсного магнитного поля, поэтому напряженность поля в пространстве взаимодействия оказывается существенно меньше напряженности поля, создаваемого катущками Гельмгольца. Это вызывает необходимость увеличения тока в катушках Гельмгольца при фиксированной длительности импульса тока или звеличения длительности импульса для уменьшения эффекта экранировки.

Целью изобретения является увеличение общего КПД магнетронного генератора путем устранения экранировки магнитного поля.

В соответствии с изобретением поставленная цель достигается тем, что в магнетронном генераторе для сверхмощных СВЧ-импульсов в анодном блоке со стороны внутренней поверхности выполнены кольцевые пазы, в которые уложены витки катущек магнитной системы, образующие пару Гельмгольца.

Устройство схематично изображено на чертеже. Оно содержит анодный блок 1,

витки 2 пары Гельмгольца, катод 3, вакуумноплотный высоковольтный изолятор 4, схему 5 питания и подводящие электроды, например линию 6 Блюмляйна. Катод 3 соединен с центральным электродом, а анод 1-с внешним электродом линии 6 Блюмляйна. В кольцевых пазах на торцах анода по внутреннему диаметру Заложены витки 2, образующие пару Гельмгольца, причем один конец каждого из них присоединен к заземленному анодному блоку 1, а другой выведен через вакуумноплотный высоковольтный изолятор 4 и присоединен к схеме 5 питания.

Импульсное магнитное поле, созданное витками пары Гельмгольца, направлено вдоль оси прибора, причем силовые линии магнитного поля проходят непосредственно через пространство взаимодействия, что

исключает экранировку магнитного поля. Импульс напряжения приложен между катодом 3 и анодом 1 и создает электрическое поле, перпендикулярное к направлению магнитного поля.

Такое исполнение магнетронного генератора позволяет избежать экранировки импульсного магнитного поля, существенно уменьшить длительность импульса тока питания магнитной системы и тем самым увеличить общий КПД магнетронного генератора. Кроме того, использование анодного блока в качестве несущей конструкции магнитной системы упрощает магнетронный генератор.

Формула изобретения

Магнетронный генератор, содержащий

катод, окруженный многорезонаторным анодным блоком, и импульсную магнитную систему в виде пары Гельмгольца, состоящую из двух катушек, отличающийся, тем, что, с целью увеличения КПД путем

устранения экранировки магнитного поля, в анодном блоке со стороны внутренней поверхности выполнены кольцевые пазы, в которые уложены витки катушек магнитной системы.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Магнетроны сантиметрового диапазона. Пер. с анг. под ред. С. А. Зусмановского. М., «Сов. радио, 1951, с. 153.

2. G. Bekefi and Т. Т. Orzechowski 1976, 37№6, р. 379.