Магнитная система Советский патент 1980 года по МПК H01J23/08 

Изобретение относится к области сверхвысокочастотной (СВЧ) электроники.

Известны магнитные системы, состоящие из магнитов с различными направлениями намагниченности 1.

Недостатком известных систем являетсд то, что в них при фокусировке электронных пучков увеличена амплитуда пульсаций границ пучка, что приводит к ухудшению параметров электровакуумного прибора (ЭВП). Кроме того, в таких системах размеры электронного пучка резко уменьшаются в области коллектора, что приводит х его перегреву и к необходимости применять усиленное охлаждение. Эти не/чостатки обусловлены тем, что напряженность магнитного поля в области катода и коллектора в таких системах выше, чем в центре рабочего зазора.

Известна также магнитная система 2, оба полюса которой состоят из магнитов с постоянной намагниченностью различных направлений.

Недостатком системы является то, что в ней возникают пульсации границ электронного пучка, приводящие к уменьшению токопрохождения через прибор, оседанию электронов на замедляющей системе, к бесполезной потере энергии, снижению КПД и уменьшению выходной мощности. Этот недостаток вызван неравномерным распределением поля на оси системы, поле имеет минимум в центре зазора и возрастает при приближении к полюсам.

Целью изобретения является зменьшение амплитуды пульсаций пучка и удельной мощности электронного нагрева коллектора без увеличения веса и размеров системы.

10

Цель достигается те.м, что в полюсах системы на ее оси расположены магниты, намагниченность которых противоположна по направлению полю в рабочем зазоре,

15 причем одна из сторон каждого из этих магнитов совпадает с границей рабочего зазора, а магнит полюса, обращенного к катоду электронной пушки, расположен в пределах конуса с углом раствора 110°, соосного с

20 пучком, вершина которого расположена на оси пучка в точке ее пересечения с катодом пушки.

Hia фиг. 1 - предлагаемое устройство, общий вид и устройство магнитной систе25мы; на фиг. 2 - распределение поля в рабочем зазоре известной магнитной системы; на фиг. 3 - распределение поля, вычитаемого из поля известной системы; на фиг. 4 - распределение поля магнита, расположенного в полюсе; на фиг. 5 - распреде30

ления полей в рабочих зазорах реальных образцов системы - известной и предлагаемой системы.

Предлагаемая магнитная система состоит из магнитов 1-6 с постоянной намагниченностью различных направлений. Магниты 1, 2 и 5 и магниты 3, 4 и 6 объединены в два полюса 7 и 8 системы. Магниты 1 и 3 намагничены в аксиальном напр авлении, совпадающем с направлением поля в рабочем зазоре ABCD. М.агниты 2 и 4 намагничены в радиальном направлении.

На фиг. I направления намагниченности магнитов 1-6 показаны стрелками. В полюсах 7 и 8 системы, на ее оси 9 расположены магниты 5 и 6. Направление намагниченности магнитов 5 и 6 нротивоположно направлению ноля в рабочем зазоре ABCD вблизи оси 9 системы. Направление поля в зазоре ABCD показано вектором 10 поля. Сторона 11 магнита 5 совпадает с границей AD зазора ABCD, а сторона 12 магнита 6 совпадает с границей ВС зазора ABCD. Другие стороны магнитов 5 и 6 не соприкасаются с границами зазора ABCD и расположены внутри полюсов 7 и 8. Магнит 5 полюса 7, обращенного к катоду 13 электронной пушки, расположен в пределах конуса 14 (поверхность конуса 14 показана пунктиром). Угол раствора у конуса 14 равен 110°. Конус 14 соосен с пучком 15 и, следовательно, с осью 9 системы. Вершина конуса 14 расположена на оси 9 пучка 15 и системы в точке пересечения этой оси 9 с катодом 13. Магнит 5 может иметь различную конфигурацию, например цилиндрическую, при этом одна его сторона 11 должна повторять конфигурацию границы AD зазора ABCD и совпадать с ней. Магнит 6 может отличаться конфигурацией и размерами от магнита 5, а его сторона 12 должна повторять конфигурацию и совпадать с границей ВС зазора ABCD. Контур 16 корпуса ЭВП, в котором располол ена электронная пушка с катодом 13 и анодом 17 и коллектор 18 (на фиг. 1 показан пунктиром).

В нредлагаемой магнитной системе поле в рабочем зазоре ABCD создается в резуль- тате суперпозиции полей магнитов 1-6. Магниты 1-4 расположены и намагничены таким образом, что их поля в центре зазора ABCD и в приосевой зоне этого зазора складываются. Магниты 5 и 6 расположены и намагничены таким образом, что их

поля вычитаются из суммарного поля магнитов 1-4 в нриосевой зоне зазора ABCD, т. е. в области, занятой электронным пучком 15. В резз льтате суперпозиции полей магнитов 1-6 в приосевой зоне зазора ABCD создается распределение магнитного ноля, обеспечивающее, по сравнению с известной системой, уменьшение амплитуды пульсаций пучка и уменьшение удельной

мощности нагрева коллектора. При этом поле в центре зазора ABCD, по сравнению с известной системой, практически не уменьшается.

Практическая ценность предлагаемого

технического решения определяется тем, что тип систем, к которому относится предложенная система, теоретически является самым эффективным по сравнению с любыми другими типами при получении заданного

или наибольшего поля в центре рабочего зазора. Применение предлагаемого технического решения позволяет значительно повысить эффективность систем этого типа при фокусировке электронных пучков и получить технико-экономический эффект как за счет электрических, так и весовых характеристик ЭВП.

Формула изобретения

Магнитная система, оба полюса которой состоят из магнитов с постоянной намагниченностью различных направлений, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения

амплитуды пульсаций пучка и удельной мощиости электронного нагрева коллектора без увеличения веса и размеров системы, в полюсах системы на ее оси расположены магниты, намагниченность которых

противоположна по направлению полю в рабочем зазоре, причем одна из сторон каждого из этих магнитов совпадает с границей рабочего зазора,-а магнит полюса, обращенного к катоду электронной пушки,,

расположен в пределах конуса с углом раствора 110°, соосного с пучком, вершина которого расположена на оси пучка в точке се пересечения с катодом пушки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США № 3768054, кл. 313-63, опублик. 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 513396, кл. Н. 01 F 7/00, опублик. 1976,

(прототип).

Г

V Пл5

Щи.....-...

,,,Нг;р.:.№М-гШ

Гм1 Г

1

Фиг. 1

В г-т 1

fe

0

иг.2.

1