Реверсивная периодическая магнитно-фокусирующая система Советский патент 1984 года по МПК H01J23/08 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при разработ.ке компактных высокоэффективных СВЧ-приборов, например клистронов и ламп бегущей воплы .

Известно устройство, содержащее соленоид и псяюсные наконечники. При возбуждении соленоида в пространстве между полюсными наконечниками создается однородное магнитное поле, обеспечивающее транспортировку высокопервеансного электронного пучка, выходящего из электронной пушки fl J.

Недостатком этого устройства являются большие габариты и вес.

Наибсиее близким к изобретению является реверсивная периодическая маг нитно-фокусирующая система для транспортировки пучка ускоренных заряженных частиц, содержащая выполненные из магнитомягкого материала полюсные наконечники и магниты с азимутальнопериодической структурой t23.

В результате возбуждения в пространстве между полюсными наконечниками магнитного поля, меняющего свое направление периодически по длине системы, обеспечивается транспортировка электронного пучка, выходящего из электронной пушки.

Это устройство обладает сравнительно малым весом и габаритами. Недостатком его является малый первеанс фокусируемого электронного пучка. Это , обусловлено тем, что при реверсной фокусировке имеется зона реверса, в которой магнитное поле мало. Протяженность этой зоны соизмерима с диаметром отверстия в полюсном наконечнике. При прохождении зоны реверса вы- . сокопервеансный электронный пучок расфокусируется, и дальнейшее его формирование нарушается.

Целью изобретения является увеличение первеанса пучка заряженных часТ1Щ.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенном устройстве, в каждом из полюсных наконечников вьшоднено несколько отверстий, расположенных внутри круговой центральной области, полюсные наконечники с каждой из .сторон снабжены кольцевыми выступами, причем расположение: полюсных наконечников, их размеры и размеры вы тупов и расположение отверстий выбрано из условий у

D

,6;

1,7 Ъ- 7,0,8;

0,05 -Ь.О, ot4

0,8 4- -|- il,3.

гдеЙ - на |ужный диаметр полюсных наконечников;

oi - период системы;

d диаметр круговой области расположения отверстий;

ti - высота кольцевых выступов;

2 - азимутальное расстояние между ближайщими отверстиями, равноудаленными от оси системы;

R - расстояние от центра отверстия до оси системы;

о( - диаметр отверстий;

fc - толщина полюсных наконечников;

В - индукция в зазоре между палк сами;

В - максимальная индукция линейного участка кривой шмагничивания материала полюсных наконеников.

Поставленная цель достигается также тем, что полюсные наконечники выполнены плоскими, а магниты в соседних полупериодах системы сдвинуты один относительно другого в азимутальном направлении.

На фиг. 1 изображена предлагаемая система; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг.З - распределение магнитного поля (В) вдоль продольной осевой координаты устройства { Z ).

Устройство содержит полюсные наконеч}шки 1, в которых выполнен ряд отвестий 2, расположенных на общих осях с выходными отверстиями многолучевой электронной пушки 3, электронные лу - чи 4, из которой проходят через отверстия 2. В ряде случаев удобно вьшопнять отверстия 2 не непосредственно в полюсных наконечниках 1, а во вставках 5, выполненных также из магнитомягкого материала и представляющих собой сетки расположенные на пути транспортировки пучка. Эти сетки должны иметь электрически} магнитный и тепловой контакты с полюсными наконечниками 1. Полюсные наконечники с каждой стороны снабжены кoльцeвыIv и выступами 6. Между наконечниками расположены постоя1шые магниты (на чертеже не показаны), которые создают по всей длине устройства реверсивное магнитное поле (см.4яг.З). Устройство работает следующим образом.

Инжектируемый из электронной пушки 3 многолучевой поток вводится в отверстия 2. Зона реверса магнитного поля протяженность, равную примерно ,. диаметру отверстий 2. Небольшие рааме{и 1 отверстий 2, таким образом, соккращают зону реверса, на которой в прототипе прсисходит расфокусировка пучка при повьпиеним первеанса.

Приведенные вьпие соотношения, характеризующие .основные размеры устройства, обеспечивают оптимальный режим его, работы и позволяют повысить суммарный первеаис многолучевого пучка по сравнению с первеансом однопучевого пучка в прототипе.

1.РЕВЕРСИВНАЯ ПЕРИОЛИЧЕС- КАЯ МАГНИТНО-ФОКУСИРУЮЩАЯ 01- СТЕМА для транспортировки пучка ускоренных заряженных частии, содержащая выполненные из маг нитомягкого материала полюсные наконечники и магниты с азимутально-периодической структурой, отличающаяся тем, что, с целью уветичения первенст!ва пучка заряженных частии, в каждом из полюсных наконечников вьшопнено несколько отверстий, расположенных внутри круговой центральной области, полюсные наконечники с каждой из сторон снабжены кольцевыми выступами, причем расположение полюсных наконечников, их размеры н размеры выступов и распопоженве отве{>&стий выбраны 1Из условий' Р ч гл о. d '1,7 >&.>&0,8;-40,6;0,О5 ^ О,8 i^ ^0,15;e7,-|--R -|-;НdL Л-,хз ,где ^ - наружный диаме1р полюсныхнаконечников; оС - период' системы; cJ - диаметр круговой области расположения отверстий; ti - высота кольцевых выступов; g - азимутальное расстояние между ближайшими о1-верстиями, равно- угаленными от оси системы; R - расстояние от центра отверстиядо оси системы; ел - диаметр отверстий; t - толщина полюсных наконечников; Q - индукция в зазоре между полюсами;B^^- максимальная индукций линейного участка кривой намагничивания материала полюсных наконечников.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полюсные :наконечники выполнены плоскими, а магниты в соседних полупериодах системы сдвинуты один односительно другого в азимутальнс»< на- • правлении.(Я00о00*vl0000

Фиг.1

фиг.-г

фиг.З