Магнетрон Советский патент 1991 года по МПК H01J25/58 

Изобретение относится к электровакуумным приборам СВЧ.

Известна конструкция магнетрона, в которой резонаторный анодный блок с катодом помещены внутри оболочки из керамики, состоящей из 98% бери.алия.

Мощность такого устройстве,, ограничена, поскольку в такой конструкции трудно обеспечить эффективное охлаждение катода и анода. Кроме того, применение дорогостояицей и токсичной бериллиевой керамики усложняет технологию изготоеления таких приборов. Вместе с тем. использование вакуумной оболочки из К-врамики усложняет конструк 4ию, т.к. при этом требуетс.ч обеспечить вакуумноп/ютные токоподводы и за|сууги ноплотный вывод СВЧ энергии чаааз керамическую оболочку.

Известен также магнетрон, содержащий внешнюю магнигную сисгему. коаксиа л ь м о р а с п о л о )i( е н н ы е и г е р м е т и ч н о соединеннь1е через керамический изолятор резонаторный анодный блок и прямоканальный трубчатый катод, с которым герме л

тично соединены торцозь;е металлические экраны, находящиеся в тепловом и электрическом контакте с катодом.

(Ующность зтого устройства также ограничена конструктивными трудностями осуществления достаточно эффективного

so теплоотвода с катода и анода. Кроме того,

о о ю ю J эта конструкция довольно громоздка и сложна в изготовлении,

и.елью изобретения явпкется повышение мощности, уменьшение габаритов и упрощен;/1е конструкции г-.-агнетрона.

Цель достигается тем, что в магнетроне, содержащем внешнюю магнитнуо систему,

коаксиально располохсенные и герметично соед --| -:ен; ь;е через керамический изолятор pe30HS70p -ib,4 aнoд,-, блок и прямокамяльный трубчатый ;,утод, с которым герметично соединены торцовые металлические экраны, находяЩ1 еся Б тепловом и электрическом контакте с катодом, экраны выполнены чашеобразной формы и герметично соединены с анодным блоком через коаксиальнс охватывающие их полые керамические изоляторы, з катоде выполнена сквознзя пророзь спиральной формы, а магнитная систпмч устгноз ене в полостях чаи-еобрг кы;; .

Тз1:1-: oOiJ-Kin, Gf.:e гоп;юизгруж8 -1ные злемеь Чп . у::лы пр -иорэ - яиод, катод ;i 8ыход -10е устройство выесдс энергии окэ зьВйЮтск ;те1 кодсступпьии д; ох/шждения воздух )м vinH :(11Д ость;с.

Теплор;з.сеизз:о;Л 1е поверхности акода и катодй :зг;йчигель;10 увеличены. Это гюзооляет ftL o;i:HTb магнэтрон с увелиЧе;;НОЙ МОи;; и М1 Ю,

На черточке nuicaaafi ипедлаг. магнетрон, разпез.

Он вкл;очает р;.оонаторный анодный блок 1 с в;.- холпь Г« устройстзог - 2 выаодз эиергиг, выполненные из зз:(уум - оплотного ,мэтер1-;чла, та;, -по их поверхность может нуход:лтьсй в контакте с окру;1са ощей внешней срйдом и Мохсет охлаждагьсг потоком воздухп :i/in зоды.

На чертоже noKasa ia конструкция с охлаждением узлов npt; rioitiOLHH жидкого хладагента. Длп этого предусмотрена камера 3., охпатысаюшал анодный блок 1 и выходное устройство 2 пьиодз энергии.

В oTsopcT/Ui -i резонэторного анодного о/1окз 1 кс;:кс-злино разртещен катод 5. Катод выполнен из молибденопой трубки ;1ругого зысокотемпературного мзтериалд), на ПСБ:;РХНОСТМ хоторой напесен эмиттер 6, В |;,ен ральной части катода выполнен по аго периг.ютпу сквозной спиральный паз 7. ссстойщпй по меньшей мере из двух витков по периметру трубки. Паз может быть выполнен ;; по всей длине трубки непрерывнь.м или состоять из нескольких рззнес8ин1); друг от друга отрезков. KOHCTpyKKiiH позволяет ycKOpviTb старт гсатода и компенсирует тепловое расажрен /-е катода при работе магнетрона.

Нз сни,ах катода 5 установлены охла.ждаемые воздухом чашеобразные торцовые экраны 8, аьполненкые из металла (, нержавеющая сталь и др.) и рйзмещенные по внутренней полосгч керамических стиканоз- изоляторов 9 цилиндрической форMbi.

Таким образом вакуумная оболочка магнетрона состоит из двух отдельных металяокерамичесг их ста1;аног, изолятороз 9,

резонаторного анодного блока 1 и чашеобразных торцовых экран ОС 8 катода 5.. которые аакуумноплотно соадиняютсл меж.ду co6vOM путем пайки илл сварки.

Последовательность сборки прибора следующая: мйталлокерамические стаканы изсллто,1;Ь 9 спэиквются (илисвариваются) с чашйЕидиыми орцо.зымн .экранами 8. 8

специальные гнезда 10, расположенные на дне чашеобразных торцовых экранов 8, устанавливается катод 5. Металлокерамические стаканы 9 ,вместе с чашевидными

гкоанз и

вс авляются в

к ,5 то/i DM

спг.. направляющие 11 на торLiax резонаторного анодного блока 1 и пpи 53pi/1ввютcя или припаиваются. Внутри чяшевмдных экранос устанавливаются 0 полюсные наконечники 12 мпл постоянные

МЗГИИТЫ.

Выходное устройство 2 вывода энергии прнг.зринается или припаивается к анодному блоку L

5Эффект.гвное охла адение резонаторного анодного блока достигается введением в камеру 3 ж. х/ адагента который циркулирует йокруг теплонагруженной поверхности анодного блока {или внутри

0 резона горной системы), обеспечивая необходимый съем тепла в установившемся тепло550.М режиме работы прибора.

Охлаждение катода 5 производится направленным воздуи;ным потоком, снимаю5 тепло с хорошо развитой поверхности чашеобразных торцовы.х экранов катода. Поверхность чашеобразнь1х торцовых экранов катода .много больше поверхности катода, что позволяет обеспечить нужный

0 тепловой режим работы катода без перегрева.

Чашеобразные торцовые экраны имеют несколько функциональных назначений в данной конструкции магнетрона; электрон5 но-оптические отражатели торцовых электронных потоков, тег.лоБые радиаторы, вакуумноплотная оболочка прибора, электрод для подводки питания к катоду (накала i/; анодного напряжения), центрирующий

0 элемент катода, торцовые высокочастотные экраны.

Так как резонаторный анодный блок не заключен внутрь керамической оболочки, то выходное устройство вывода энергии имеет прямой контакт с окружающей средой и охлаждается так.же эффективно как и резонаторный анодный блок (водой или воздухом).

Данная конструкция магнетрона позво0 ляйт решить следующие задачи:

1.Создать магнетрон, компактной и простой конструкции, допускающей применение любого видя охлаждения Eicex тдплрнагруженных элементов - анода, катода и вывода энергии и пoзsoл эющий увеличить мощность прибора.

2.Исключить из применения дорогостоящую 1 токсичную бериллиевую керамику,

3.Мэ симально упростг ть конструкцию ьатодно-подогревательнс.о узла прибора.

5906294. 6

его сборку и соосное крепление в центреустановки сменных полюсных наконечнианодного отверстия.ков или постоянных магнитов внутри чаше4. Приблизитьмагнитнуюсистему к про-образных экранов. странству взаимодействия прибора путем

МАГНЕТРОН, содерхаш.ий внешнюю лагнитн /ю систему, коаксиэльно расположенные и герметично ссэдинеяные через керакическ ;: изолятор резонэторный эмод::ь Г1 Олок и прямоканальный трубчатый катод, с которым герметично соединен Ь торцов ы е мет s л л и ч е с к и е э к р а н ы, находяил/.гся в тэпловом и электрическом с кйтсдок,, о г л и чающийся тем, что, с .де.пью ловышвн 1я мощности, уменьшения габаритов и упрощения конструкции, экрзн выполнены чашеобразной формы и iepMeinHHo соединены с анодным блоком через коаксиально охватывающие их полыо керамичс-.ские изоляторы, в катоде выполнена сквозная прорезь спиральной формы, а магнитная система установлена в полостях чашеобрязнь;х экранов.