close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2337425

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 337 425
(13)
C1
(51) МПК
H01J 25/34
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2007128476/09, 24.07.2007
(72) Автор(ы):
Голеницкий Иван Иванович (RU),
Духина Наталь Германовна (RU),
Сазонов Борис Викторович (RU)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
24.07.2007
(45) Опубликовано: 27.10.2008 Бюл. № 30
C 1
2 3 3 7 4 2 5
C 1
R U
2 3 3 7 4 2 5
Адрес дл переписки:
141190, Московска обл., г. Фр зино, ул.
Вокзальна , 2А, Федеральное государственное
унитарное предпри тие "Научнопроизводственное предпри тие "Исток",
патентный отдел
(54) МНОГОЛУЧЕВАЯ МИНИАТЮРНАЯ "ПРОЗРАЧНАЯ" ЛАМПА БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ
(57) Реферат:
Изобретение относитс к электронной технике,
в частности к многолучевым миниатюрным
«прозрачным» многорежимным лампам бегущей
волны (ЛБВ). Технический результат - повышение
уровн выходной импульсной и средней мощности
при
одновременном
обеспечении
простоты,
технологичности и малых габаритов конструкции.
Устройство содержит многолучевую электронную
пушку, замедл ющую систему (ЗС) типа цепочки
св занных резонаторов, коллектор, ввод и вывод
СВЧ-энергии, а также магнитную фокусирующую
систему, содержащую поперечно намагниченные
посто нные магниты, установленные на двух
противоположных сторонах каждого из двух
полюсных наконечников (ПН) ЛБВ перпендикул рно
вводу и выводу СВЧ-энергии и замкнутые
магнитопроводом.
Плоские
диафрагмы
ЗС
выполнены без труб дрейфа и имеют сквозные
отверсти , образующие пролетные каналы и окна
св зи. По крайней мере, две из диафрагм ЗС
выполнены двухслойными, причем один из слоев
диафрагмы выполнен из магнитом гкого материала
и вл етс выпр мителем магнитного пол .
Рассто ние между катодным и коллекторным ПН,
рассто ние между каждым из ПН и расположенным
со стороны этого ПН выпр мителем магнитного
пол , диаметр пролетных каналов и рассто ние от
центра пролетного канала, наиболее удаленного от
оси ЗС, до ближайшей к нему кромки окна св зи в
диафрагме определ ютс из заданных условий. 3
з.п. ф-лы, 7 ил.
Страница: 1
RU
R U
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: ГОЛЕНИЦКИЙ И.И., ДУХИНА Н.Г.
МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОЛУЧЕВОЙ
ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
МИНИАТЮРНОЙ «ПРОЗРАЧНОЙ» ЛБВ: в сб. 14 Международна Крымска конференци СВЧтехника и телекоммуникационные технологии.
Материалы конференции. - Севастополь: 13-17
сент бр 2004, с.219-221. RU 2189660 C1,
20.09.2002. RU 2158040 C1, 20.10.2000. RU
2074448 C1, (см. прод.)
(73) Патентообладатель(и):
Федеральное государственное унитарное
предпри тие "Научно-производственное
предпри тие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") (RU)
2 3 3 7 4 2 5
R U
2 3 3 7 4 2 5
C 1
C 1
R U
(56) (продолжение):
27.02.1997. RU 2072111 C1, 20.01.1997. US 4158791 A, 19.06.1979. JP 05-275021 A1, 22.10.1993. JP 02162634 A1, 22.06.1990. JP 62-213041 A1, 18.09.1987. EP 0199515 A, 29.10.1986.
Страница: 2
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 337 425
(13)
C1
(51) Int. Cl.
H01J 25/34
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2007128476/09, 24.07.2007
(72) Inventor(s):
Golenitskij Ivan Ivanovich (RU),
Dukhina Natal'ja Germanovna (RU),
Sazonov Boris Viktorovich (RU)
(24) Effective date for property rights: 24.07.2007
(45) Date of publication: 27.10.2008 Bull. 30
(73) Proprietor(s):
Federal'noe gosudarstvennoe unitarnoe
predprijatie "Nauchno-proizvodstvennoe
predprijatie "Istok" (FGUP "NPP "Istok") (RU)
C 1
2 3 3 7 4 2 5
R U
based on preset conditions.
EFFECT: increase of level of output pulse and
average power with simultaneous provision of
simplicity,
manufacturability
and
small
dimensions of equipment.
4 cl, 7 dwg
Страница: 3
EN
C 1
(57) Abstract:
FIELD: electricity.
SUBSTANCE:
invention
is
related
to
electronics,
in
particular,
to
multibeam
miniature "transparent" multi-mode traveling-wave
tubes (TWT). Device contains multibeam electron
gun, slow-wave structure (SS) of connected
resonators
chain
type,
collector,
inlet
and
outlet of microwave energy, and also magnet
focusing
system
that
contains
transversely
magnetised permanent magnets that are installed
in two opposite sides of every of two pole tips
(PN) TWT perpendicularly to inlet and outlet of
microwave energy and closed with magnetic
conductor. Flat diaphragms of SS are made without
drift tunnels and have through holes that form
straight channels and communication windows. At
least two of SS diaphragms are arranged as doublelayer, at that one of diaphragm layers is made of
soft magnetic material and serves as rectifier of
magnetic field. Distance between cathode and
collector PN, distance between every PN and
rectifier of magnetic field located on the side
of this PN, diameter of straight channels and
distance from the center of straight channel that
is most distant from SS axis to the closest edge
of communication slot in diaphragm are determined
2 3 3 7 4 2 5
(54) MULTIBEAM MINIATURE "TRANSPARENT" TRAVELLING-WAVE TUBE
R U
Mail address:
141190, Moskovskaja obl., g. Frjazino, ul.
Vokzal'naja, 2A, Federal'noe gosudarstvennoe
unitarnoe predprijatie "Nauchnoproizvodstvennoe predprijatie "Istok", patentnyj otdel
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к электронной технике, в частности к многолучевым
миниатюрным «прозрачным» (односекционным) многорежимным лампам бегущей волны
(ЛБВ), предназначенным дл работы в усилительных цепочках передатчиков бортовой
аппаратуры в коротковолновой части сантиметрового диапазона длин волн.
Известна мощна многолучева многорежимна «прозрачна » ЛБВ, содержаща многолучевую электронную пушку с многоэмиттерным катодом и управл ющим электродом
в виде плоской пластины с отверсти ми, соосными с эмиттерами катода, замедл ющую
систему (ЗС) типа цепочки св занных резонаторов (ЦСР), размещенную между полюсными
наконечниками, коллектор и магнитную фокусирующую систему [1]. Полюсные наконечники
экранируют электронную пушку и коллектор от магнитного пол , при этом катодный
полюсный наконечник одновременно вл етс анодом электронной пушки. В полюсных
наконечниках выполнены отверсти дл пролета электронов (пролетные каналы),
расположенные соосно с эмиттерами катода. Фокусирующее магнитное поле создаетс магнитной системой, содержащей поперечно намагниченные посто нные магниты в виде
пр моугольных брусков, установленных по всему периметру катодного и коллекторного
полюсных наконечников. Противоположные полюса каждой пары магнитов на полюсных
наконечниках замкнуты магнитопроводом в виде пр моугольных брусков из магнитом гкого
материала.
В конструкции использована замедл юща система типа ЦСР, котора на сегодн шний
день вл етс единственно приемлемым типом замедл ющей системы дл многолучевых
«прозрачных» ЛБВ. Замедл ющие системы типа ЦСР имеют высокое сопротивление св зи,
большую механическую прочность и термостойкость, а также просты в подборе
необходимой дисперсионной характеристики. В известной конструкции ЛБВ замедл юща система на ЦСР снабжена трубами дрейфа, установленными в центральной части
диафрагм, раздел ющих смежные резонаторы. В трубах дрейфа выполнены пролетные
каналы дл прохождени электронных пучков, расположенные соосно с эмиттерами катода.
В диафрагмах выполнены окна св зи смежных резонаторов.
Недостатками этой конструкции вл ютс большие масса и габариты, а также
громоздкость конструкции магнитной системы ЛБВ. Такую магнитную систему нельз примен ть в миниатюрных «прозрачных» ЛБВ из-за жестких требований к ее
массогабаритным параметрам. Кроме того, при использовании такой конструкции
магнитной системы в миниатюрной «прозрачной» ЛБВ по вл ютс технические трудности
совмещени элементов магнитной системы с волноводными узлами ввода/вывода СВЧэнергии. Наконец, в миниатюрной «прозрачной» ЛБВ возникают конструктивнотехнологические сложности использовани ЦСР с трубами дрейфа из-за сложного, в этом
случае, профил диафрагм, имеющих малые размеры.
Наиболее близкой по технической сущности (прототипом) предлагаемого изобретени вл етс миниатюрна многолучева многорежимна «прозрачна » ЛБВ, содержаща многолучевую электронную пушку с многоэмиттерным катодом и управл ющим электродом
с отверсти ми, соосными с эмиттерами катода, размещенную между полюсными
наконечниками замедл ющую систему типа ЦСР с трубами дрейфа, в которых выполнены
пролетные каналы дл парциальных электронных пучков, коллектор и магнитную
фокусирующую систему [2]. Электронна пушка и коллектор экранированы от магнитной
системы с помощью коллекторного полюсного наконечника и катодного полюсного
наконечника, вл ющегос анодом, в которых также выполнены пролетные каналы.
Магнитна система содержит намагниченные в поперечном направлении посто нные
магниты, установленные на двух противоположных сторонах катодного и коллекторного
полюсных наконечников и замкнутые магнитопроводом.
Основным недостатком такой ЛБВ вл етс плохое токопрохождение на коллектор из-за
возмущающего действи на парциальные электронные пучки поперечной составл ющей
магнитного пол в пролетных каналах между полюсными наконечниками магнитной
системы. Это св зано с высоким уровнем поперечной составл ющей магнитного пол в
межполюсном зазоре магнитной системы, а также с тем, что функци осевого
Страница: 4
DE
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
распределени поперечной составл ющей магнитного пол в межполюсном зазоре такой
ЛБВ мен ет знак один раз в середине межполюсного зазора. При этом на каждой половине
межполюсного зазора на парциальные электронные пучки действует однонаправленное
поперечное магнитное поле, которое вызывает существенный однонаправленный дрейф
каждого парциального электронного пучка к стенке пролетного канала, что вл етс причиной токооседани электронных пучков на стенки пролетных каналов.
Под вли нием поперечной составл ющей магнитного пол (котора нар ду с
продольной составл ющей магнитного пол всегда присутствует в области пролетных
каналов ЗС) парциальные электронные пучки отклон ютс от осей пролетных каналов в
соответствии с величиной и направлением действующего на них вектора поперечной
составл ющей магнитного пол . Вследствие этого часть электронов из периферийных
областей парциальных электронных пучков оседает на стенках пролетных каналов, что
приводит к ухудшению прохождени многолучевого электронного потока на коллектор. В
результате плохое токопрохождение становитс одним из основных факторов,
ограничивающих уровень выходной импульсной и выходной средней мощности ЛБВ, что
приводит к ограничению функциональных возможностей передатчиков бортового
применени с усилительными цепочками, выполненными на основе таких миниатюрных
«прозрачных» ЛБВ.
Высокий уровень поперечной составл ющей магнитного пол в пролетных каналах ЗС
вл етс следствием р да принципиальных конструктивных ограничений, характерных дл миниатюрной «прозрачной» ЛБВ. Первое ограничение обусловлено жесткими
требовани ми к массе и габаритам прибора, которые должны быть минимальны, что не
позвол ет выбрать оптимальное соотношение между поперечными размерами полюсных
наконечников (дл уменьшени поперечных размеров прибора поперечные размеры
полюсных наконечников должны быть минимальными, а дл обеспечени низкого уровн поперечной составл ющей магнитного пол эти размеры должны быть достаточно
большими) и заданной длиной межполюсного зазора, выбираемой в соответствии с
требовани ми к выходным параметрам ЛБВ. Второе ограничение св зано с тем, что при
требуемых малых продольных и поперечных размерах «прозрачной» ЛБВ посто нные
магниты и узлы ввода/вывода СВЧ-энергии могут быть расположены только в двух взаимно
перпендикул рных направлени х и перпендикул рно относительно продольной оси ЛБВ,
поэтому в известной (выбранной в качестве прототипа) миниатюрной ЛБВ посто нные
магниты установлены на двух противоположных сторонах катодного и коллекторного
полюсных наконечников. Такое асимметричное расположение магнитов относительно оси
прибора неизбежно увеличивает уровень поперечной составл ющей магнитного пол в
пролетных каналах замедл ющей системы, расположенной в зазоре между полюсными
наконечниками.
Кроме того, при создании и изготовлении миниатюрных «прозрачных» ЛБВ возникают
значительные технологические трудности, св занные с изготовлением отдельных
элементов замедл ющей системы на ЦСР с трубами дрейфа, их сборкой и последующей
пайкой, а также с обеспечением механической прочности, теплоотвода и герметичности
конструкции. Дл обеспечени повтор емости и воспроизводимости параметров ЛБВ
требуетс высока чистота обработки внутренней поверхности резонаторов и соблюдение
жестких допусков на геометрические размеры. Изготовление таких замедл ющих систем и
их отдельных элементов требует применени дорогосто щего высокоточного
оборудовани и специальных инструментов, что увеличивает стоимость ЛБВ.
Задачей предлагаемого изобретени вл етс создание многолучевой миниатюрной
«прозрачной» ЛБВ с высоким токопрохождением, а следовательно, с увеличенной средней
и импульсной выходной мощностью, высоким КПД, низкими питающими напр жени ми и
широкой полосой рабочих частот, обладающей высокой технологичностью и
предназначенной дл работы в коротковолновой части сантиметрового диапазона длин
волн.
Из уровн техники известны конструкции СВЧ-приборов O-типа, в том числе ЛБВ, в
Страница: 5
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
которых токопрохождение увеличивают путем уменьшени поперечной составл ющей
магнитного пол в пролетных каналах СВЧ-приборов с помощью выпр мителей магнитного
пол .
Известна однолучева ЛБВ с замедл ющей системой спирального типа и магнитной
системой, создающей однородное магнитное поле, в которой используетс выпр митель
магнитного пол , который выполнен в виде окружающей замедл ющую систему ЛБВ
многослойной цилиндрической трубы, состо щей из набора чередующихс колец из
немагнитного материала (например, меди) и тонких колец из магнитом гкого материала
(например, из стали) [3]. Выпр митель магнитного пол охватывает пролетный канал ЗС и
обеспечивает низкий уровень поперечной составл ющей магнитного пол на оси
пролетного канала. Однако такой выпр митель магнитного пол нельз использовать в
многолучевой ЛБВ, так как он будет слабо воздействовать на поперечную составл ющую
магнитного пол в удаленных от него пролетных каналах, расположенных вблизи оси
замедл ющей системы.
Известна однолучева ЛБВ с магнитной системой, в состав которой входит выпр митель
магнитного пол , расположенный на участке между электронной пушкой и замедл ющей
системой ЛБВ и выполненный в виде р да разделенных промежутками колец из
магнитом гкого материала, окружающих пролетный канал [4]. Кольца из магнитом гкого
материала обеспечивают на этом участке ЛБВ снижение уровн поперечной составл ющей
магнитного пол в пролетном канале ЛБВ. Кольца будут вли ть на распределение
магнитного пол в пролетном канале лишь на небольшом по длине участке магнитной
фокусирующей системы ЛБВ, примыкающем к электронной пушке, и практически не будут
вли ть на распределение магнитного пол в пролетном канале ЛБВ на более прот женном
участке ее магнитной фокусирующей системы, размещенном в области замедл ющей
системы. Такой выпр митель магнитного пол нельз использовать в многолучевой ЛБВ по
тем же причинам, что и в предыдущей конструкции.
Известен сильноточный мощный многолучевой СВЧ-прибор O-типа, включающий
электронно-оптическую систему, формирующую электронные лучи, объединенные в
несколько групп, при этом дл каждой группы электронных лучей в СВЧ-приборе имеетс сво электродинамическа система, выполненна в виде последовательно расположенных
одиночных резонаторов, причем все резонаторы СВЧ-прибора объединены в единый
резонаторный блок [5]. Дл обеспечени фокусировки электронных лучей СВЧ-прибор
снабжен магнитной системой, содержащей расположенную между полюсными
наконечниками с внешней стороны резонаторного блока катушку соленоида. Дл увеличени токопрохождени СВЧ-прибора в резонаторный блок отдельно дл каждой
группы электронных лучей введены последовательности несоприкасающихс между собой
выпр мителей магнитного пол (магнитных экранов). Каждый выпр митель магнитного
пол выполнен в виде тонкого плоского кольца из магнитом гкого материала с
отверсти ми дл пропускани электронных лучей. Выпр мители магнитного пол установлены в промежутках между всеми смежными одиночными резонаторами в каждой
электродинамической системе СВЧ-прибора. Однако использование большого количества
таких выпр мителей (которые расположены между резонаторами и, таким образом, не
вл ютс частью резонаторной системы) в миниатюрных ЛБВ с ЗС типа ЦСР невозможно,
так как это существенно усложн ет конструкцию и технологию изготовлени ЗС ЛБВ.
Предлагаемое изобретение обеспечивает повышение токопрохождени и,
следовательно, повышение уровн выходной импульсной и средней мощности в
многолучевой миниатюрной «прозрачной» ЛБВ путем снижени поперечной составл ющей
магнитного пол во всех пролетных каналах ЗС при одновременном обеспечении простоты,
технологичности и малых габаритов конструкции ЛБВ.
Предлагаетс многолучева миниатюрна «прозрачна » лампа бегущей волны,
содержаща многолучевую электронную пушку с многоэмиттерным катодом и
управл ющим электродом, расположенную между катодным и коллекторным полюсными
наконечниками замедл ющую систему типа цепочки св занных резонаторов, в диафрагмах
Страница: 6
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
которой выполнены пролетные каналы и окна св зи, а также ввод и вывод СВЧ-энергии,
коллектор и магнитную фокусирующую систему, содержащую поперечно намагниченные
посто нные магниты, установленные на двух противоположных сторонах каждого из
полюсных наконечников перпендикул рно вводу и выводу СВЧ-энергии и замкнутые
магнитопроводом, при этом диафрагмы замедл ющей системы выполнены в виде плоских
пластин без труб дрейфа, по крайней мере, две из диафрагм выполнены двухслойными,
причем один из слоев диафрагмы выполнен из магнитом гкого материала и вл етс выпр мителем магнитного пол , рассто ние между катодным полюсным наконечником и
выпр мителем магнитного пол первой из двух двухслойных диафрагм, рассто ние между
коллекторным полюсным наконечником и выпр мителем магнитного пол второй из двух
двухслойных диафрагм, рассто ние между катодным и коллекторным полюсными
наконечниками, диаметр пролетных каналов и рассто ние от центра пролетного канала,
наиболее удаленного от оси замедл ющей системы, до ближайшей к нему кромки окна
св зи в диафрагме определ ютс из условий:
0,8L/4?Z1?1,2L/4;
0,8L/4?Z2?1,2L/4;
Н?2d,
где Z1 - рассто ние между катодным полюсным наконечником и выпр мителем
магнитного пол первой из двух двухслойных диафрагм,
Z2 - рассто ние между коллекторным полюсным наконечником и выпр мителем
магнитного пол второй из двух двухслойных диафрагм,
L - рассто ние между катодным и коллекторным полюсными наконечниками,
d - диаметр пролетных каналов,
Н - рассто ние от центра пролетного канала, наиболее удаленного от оси замедл ющей
системы, до ближайшей к нему кромки окна св зи в диафрагме.
В предлагаемой многолучевой миниатюрной «прозрачной» лампе бегущей волны
замедл юща система может быть выполнена в виде многослойной конструкции из
соединенных друг с другом чередующихс диафрагм, имеющих форму диска, и колец. В
одном из возможных вариантов такой конструкции пролетные каналы расположены в
центральной части каждой диафрагмы замедл ющей системы, причем центры пролетных
каналов размещены на одной или нескольких концентрических окружност х, окна св зи в
диафрагмах выполнены в виде двух симметрично расположенных щелей, имеющих форму
неполных полуколец, отделенных друг от друга двум диаметрально расположенными
перемычками, каждое кольцо замедл ющей системы содержит два коаксиально
расположенных кольцевых участка, причем внутренний диаметр наружного кольцевого
участка кольца равен внешнему диаметру центрального кольцевого участка кольца и равен
внешнему диаметру неполных полуколец окон св зи в диафрагмах, а внутренний диаметр
центрального кольцевого участка кольца равен внутреннему диаметру неполных полуколец
окон св зи в диафрагмах или превышает его, толщина центрального участка кольца
меньше толщины наружного участка кольца, и торцевые поверхности наружного участка
кольца равно удалены от соответствующих торцевых поверхностей центрального участка
кольца.
В предлагаемой многолучевой миниатюрной «прозрачной» лампе бегущей волны
замедл юща система может быть выполнена в виде волновода, перегороженного
диафрагмами, расположенными перпендикул рно его продольной оси.
В многолучевой миниатюрной «прозрачной» ЛБВ дл повышени токопрохождени также могут быть использованы выпр мители магнитного пол , при этом важен выбор
конструктивно простой, технологичной, малогабаритной и обеспечивающей заданные
параметры замедл ющей системы, в которую удобно «вписываютс » выпр мители
магнитного пол . По этим соображени м в предлагаемой миниатюрной «прозрачной» ЛБВ
используетс менее сложна и более дешева в изготовлении замедл юща система на
цепочке св занных резонаторов без труб дрейфа, при этом диафрагмы резонаторов ЗС
выполнены в виде плоских пластин. Така ЗС имеет высокое сопротивление св зи и малые
Страница: 7
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
размеры.
В предлагаемом изобретении, по крайней мере, две из диафрагм ЗС выполнены
двухслойными: один слой выполнен из немагнитного материала, например из меди, а
второй слой выполнен из магнитом гкого материала, например из стали, при этом слой из
магнитом гкого материала может быть выполнен с любой стороны диафрагмы. Слой из
магнитом гкого материала используют в качестве выпр мител магнитного пол ,
снижающего величину поперечной составл ющей магнитного пол во всех пролетных
каналах ЗС. Таким образом, в предложенной конструкции выпр митель магнитного пол вл етс частью диафрагмы, размеры которой задаютс исход из требуемых
электродинамических характеристик ЗС, и, следовательно, его введение в ЗС не искажает
ее электродинамические параметры. Все пролетные каналы двухслойной диафрагмы
проход т через два сло , один из которых вл етс выпр мителем магнитного пол . За
счет этого выпр митель ослабл ет поперечную составл ющую магнитного пол ,
возмущающую парциальные электронные пучки, одновременно во всех пролетных каналах
двухслойной диафрагмы, тем самым улучша токопрохождение во всех пролетных
каналах. Расчеты показали, что дл эффективного подавлени поперечной составл ющей
магнитного пол в пролетных каналах ЗС многолучевой миниатюрной «прозрачной» ЛБВ
такие выпр мители магнитного пол (вход щие в состав двухслойных диафрагм)
достаточно разместить, по крайней мере, вблизи двух максимумов модул функции
распределени поперечной составл ющей магнитного пол вдоль оси ЗС (межполюсного
зазора), расположенных на рассто нии от полюсных наконечников, равном одной четверти
рассто ни L между ними, что отражено в приведенных в изобретении услови х:
0,8 L/4?Z1?1,2 L/4;
0,8 L/4?Z2?1,2 L/4;
где Z1 - рассто ние между катодным полюсным наконечником и выпр мителем
магнитного пол первой из двух двухслойных диафрагм,
Z2 - рассто ние между коллекторным полюсным наконечником и выпр мителем
магнитного пол второй из двух двухслойных диафрагм.
Таким образом, использование в ЛБВ всего лишь двух двухслойных диафрагм,
выпр мители магнитного пол которых размещены в указанных област х ЗС, позвол ет
эффективно уменьшить поперечную составл ющую магнитного пол в пролетных каналах
ЗС практически без усложнени ее конструкции. При необходимости глубокого подавлени поперечной составл ющей магнитного пол количество двухслойных диафрагм с
выпр мител ми может быть увеличено при соблюдении указанных в изобретении условий.
Ширина перемычки между каждым окном св зи в диафрагме и ближайшим к нему
пролетным каналом выбираетс из услови Н?2d, где Н - рассто ние от центра
пролетного канала, наиболее удаленного от оси замедл ющей системы, до ближайшей к
нему кромки окна св зи в диафрагме, d - диаметр пролетных каналов. При этом величина
Н=2d соответствует минимально возможной ширине перемычки, при которой в области
пролетного канала практически отсутствует неоднородность магнитного пол , возникающа на кромке ближайшего к нему окна св зи.
Введение в конструкцию замедл ющей системы ЛБВ предлагаемых выпр мителей
магнитного пол позвол ет снизить в несколько раз величину поперечной составл ющей
магнитного пол в межполюсном зазоре и одновременно изменить характер осевого
распределени функции поперечной составл ющей магнитного пол в этом зазоре таким
образом, что она многократно мен ет знак. При многократном изменении направлени вектора поперечной составл ющей магнитного пол центр каждого парциального
электронного пучка также многократно (синхронно изменению направлени этого вектора)
колеблетс в небольшой области вблизи оси своего пролетного канала, и, таким образом,
устран етс нежелательный однонаправленный дрейф парциальных электронных пучков
по направлению к стенкам пролетных каналов, который имеет место в замедл ющей
системе известной ЛБВ (в прототипе).
Возможность использовани в ЛБВ минимального количества (двух) предлагаемых
Страница: 8
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
выпр мителей магнитного пол , а также выбор места их расположени относительно
полюсных наконечников св заны с особенностью функции распределени поперечной
составл ющей магнитного пол в межполюсном зазоре магнитной системы миниатюрной
«прозрачной» ЛБВ.
Действительно, в области прохождени электронных пучков в миниатюрной
«прозрачной» ЛБВ без выпр мителей магнитного пол силовые линии магнитного пол в
межполюсном зазоре имеют «бочкообразный» вид. В этом случае функци распределени поперечной составл ющей магнитного пол вдоль оси ЗС обращаетс в нуль в середине
зазора между полюсными наконечниками, а максимумы (по модулю) этой функции
расположены на рассто ни х от полюсных наконечников, равных примерно одной
четвертой длины межполюсного зазора.
Как показали расчеты, при введении в конструкцию ЗС предлагаемых выпр мителей
магнитного пол максимальна эффективность их воздействи на поперечную
составл ющую магнитного пол достигаетс при условии, что местоположение
выпр мителей магнитного пол точно совпадает с местом расположени указанных
максимумов функции распределени поперечной составл ющей магнитного пол или
находитс в окрестности указанных максимумов в соответствии с приведенными выше
заданными услови ми выбора величин Z1 и Z2.
Расчеты показали, что эффективность действи выпр мителей практически не
снижаетс при расположении выпр мителей вблизи максимумов функции распределени поперечной составл ющей магнитного пол , то есть внутри области, в которой уровень
поперечной составл ющей магнитного составл ет не менее 90% от ее максимальной
величины, что соответствует граничным значени м величин Z1 и Z2 в указанном диапазоне
их изменени . Выбор величин Z1 и Z2 в указанном широком диапазоне позвол ет
варьировать параметры замедл ющей системы путем изменени , например, ее шага при
сохранении высокого токопрохождени на коллектор ЛБВ.
Изобретение по сн етс чертежами.
На фиг.1 схематично показана предлагаема многолучева миниатюрна «прозрачна »
ЛБВ.
На фиг.2 показан один из возможных вариантов выполнени замедл ющей системы на
цепочке св занных резонаторов без труб дрейфа предлагаемой многолучевой
миниатюрной «прозрачной» ЛБВ, изображенной на фиг.1.
На фиг.3 показана двухслойна диафрагма замедл ющей системы, изображенной на
фиг.2.
На фиг.4 показана аксонометрическа проекци электронно-оптической и магнитной
систем предлагаемой многолучевой миниатюрной «прозрачной» ЛБВ, изображенной на
фиг.1.
На фиг.5 показана аксонометрическа проекци рабочей части (внутренней полости)
замедл ющей системы, изображенной на фиг.2.
На фиг.6 приведены результаты компьютерного моделировани электронно-оптической
и магнитных систем многолучевой «прозрачной» ЛБВ, выбранной в качестве прототипа.
На фиг.7 приведены результаты компьютерного моделировани электронно-оптической
и магнитных систем многолучевой «прозрачной» ЛБВ согласно изобретению.
Предлагаема многолучева миниатюрна «прозрачна » ЛБВ показана на фиг.1 в
сечении XoZ декартовой системы координат, при этом координатна ось YY расположена
перпендикул рно плоскости чертежа. ЛБВ содержит последовательно расположенные
вдоль оси прибора многолучевую электронную пушку 1, катодный полюсный наконечник
(анод) 2 со сквозными отверсти ми, образующими пролетные каналы 3, замедл ющую
систему 4 типа ЦСР, коллекторный полюсный наконечник 5 со сквозными отверсти ми,
образующими пролетные каналы 3 и коллектор 6. ЛБВ содержит также ввод СВЧ-энергии 7,
вывод СВЧ-энергии 8 и магнитную систему 9. Магнитна система 9 содержит два р да
намагниченных в поперечном направлении посто нных магнитов 10, 11 в виде
пр моугольных брусков, замкнутых магнитопроводом 12. На фиг.1 стрелками показано
Страница: 9
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
направление намагниченности посто нных магнитов 10 и 11, отмечена ориентаци их
магнитных полюсов N и S, а также отмечено рассто ние L (длина межполюсного зазора)
между катодным 2 и коллекторным 5 полюсными наконечниками. Магниты 10 первого р да
расположены с двух сторон катодного 2 и коллекторного 5 полюсных наконечников, при
этом обращенные к ЗС торцы магнитов 10 и полюсных наконечников 2, 5 совпадают дл повышени однородности магнитного пол в межполюсном зазоре. Магниты 11 второго
р да расположены на внешней поверхности магнитов 10, соединены магнитопроводом 12.
Дл повышени однородности магнитного пол магниты 11 установлены на рассто нии
друг от друга меньшем, чем длина L межполюсного зазора. Магнитна система 9 ЛБВ
может содержать только один р д магнитов 10 (не показана на чертеже), однако при этом
затрудн етс настройка магнитной системы. Введение второго р да магнитов 11 позвол ет
путем изменени рассто ни между этими магнитами осуществл ть подстройку магнитной
системы в процессе динамических испытаний ЛБВ. Поперечные размеры катодного 2 и
коллекторного 5 полюсных наконечников равны, а их длины вдоль оси замедл ющей
системы (совпадающей с координатной осью ZZ) могут отличатьс друг от друга в
зависимости от требований магнитной экранировки электронной пушки 1 и коллектора 6.
Магниты 10 и 11 установлены на двух противоположных сторонах каждого из полюсных
наконечников 2 и 5 (вдоль координатной оси XX) и перпендикул рно вводу 7 и выводу 8
СВЧ-энергии (расположенным вдоль координатной оси YY). Такое расположение магнитов
относительно волноводных ввода и вывода СВЧ-энергии вл етс наиболее приемлемым
дл миниатюрных «прозрачных» ЛБВ с ограниченными габаритами и массой.
Электронна пушка 1 содержит плоский многоэмиттерный катод 13, включающий
расположенные на концентричных окружност х плоские эмиттеры 14 парциальных
электронных пучков, и изолированный от многоэмиттерного катода 13 управл ющий
электрод 15 со сквозными отверсти ми, образующими пролетные каналы 3.
Коллектор 6 может быть изолирован от многоэмиттерного катода 13 дл повышени технического КПД ЛБВ путем рекуперации остаточной энергии электронного потока.
Замедл юща система 4 типа ЦСР выполнена без труб дрейфа.
Один из возможных вариантов выполнени замедл ющей системы на цепочке
св занных резонаторов без труб дрейфа типа «двойна лестница» показан на фиг.2.
Замедл юща система 4 содержит последовательно расположенные вдоль ее оси
резонаторы 16, образованные чередующимис плоскими тонкими кольцами 17 (из
немагнитного материала) и плоскими диафрагмами двух видов: однослойными
(монометаллическими, из немагнитного материала) диафрагмами 18 и двум двухслойными (биметаллическими, состо щими из немагнитного материала и
магнитом гкого материала) диафрагмами 19, 20. Кажда из диафрагм 19, 20 содержит слой
21 из немагнитного материала (например, из меди) и слой 22 из магнитом гкого
материала (например, из стали), который вл етс выпр мителем магнитного пол . Слои
21 и 22 соединены между собой посредством сварки.
Диафрагмы 18, 19, 20 и кольца 17 собраны в единый пакет на калиброванных
цилиндрических стержн х 23 и соединены между собой посредством термодиффузионной
пайки.
Плоские диафрагмы 18, 19, 20 замедл ющей системы выполнены в виде дисков, в
центральной части которых выполнены сквозные отверсти , образующие пролетные
каналы 3, расположенные на концентричных окружност х соосно плоским эмиттерам 14
многоэмиттерного катода 13. В каждой из диафрагм выполнены два диаметрально
расположенных окна св зи 24, обеспечивающие электромагнитную св зь между соседними
резонаторами 16. Окна св зи 24 выполнены в виде двух симметрично
расположенных щелей, имеющих форму неполных полуколец, причем окна св зи 24 в двух
любых соседних диафрагмах замедл ющей системы (в двух однослойных, либо в
однослойной и двухслойной) повернуты на угол 90°.
Каждое из плоских колец 17 замедл ющей системы содержит два коаксиально
расположенных кольцевых участка 25, 26 с разными диаметрами и толщиной, причем
Страница: 10
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
внутренний диаметр наружного кольцевого участка 26 кольца 17 равен внешнему диаметру
центрального кольцевого участка 25 и равен внешнему диаметру неполных полуколец окон
св зи, а толщина центрального кольцевого участка 25 меньше толщины наружного
кольцевого участка 26. При этом торцевые поверхности наружного кольцевого участка 25
равноудалены от соответствующих торцевых поверхностей центрального кольцевого
участка 26 кольца 17. Дл формировани требуемой конфигурации резонаторов 16
внутренний диаметр наружного кольцевого участка 26 кольца 17 равен внешнему диаметру
неполных полуколец окон св зи 24. При этом внутренний диаметр центрального кольцевого
участка 25 равен внутреннему диаметру неполных полуколец окон св зи 24 или превышает
его дл предотвращени оседани электронов на внутренней поверхности центральных
участков 25 колец 17 и обеспечени вследствие этого беспреп тственного прохождени парциальных электронных пучков через пролетные каналы 3 замедл ющей системы 4.
На фиг.3 показана одна из двухслойных диафрагм 19 (или 20) и приведено ее
изображение в сечении по А-А. В двухслойной диафрагме окна св зи 24 выполнены в виде
двух кольцевых щелей, расположенных симметрично продольной оси диафрагмы,
совпадающей с координатной осью ZZ, и отделенных друг от друга двум перемычками 27,
расположенными вдоль координатной оси XX. При этом центры пролетных каналов 3,
расположенных на внешней концентрической окружности, наход тс на рассто нии Н до
ближайших к ним кромок окон св зи 24 в диафрагме.
На оси XX расположены сквозные центрирующие отверсти 28 дл установки
калиброванных цилиндрических стержней 23 при сборке замедл ющей системы.
Двухслойна диафрагма 19 (или 20) содержит слой 21 из немагнитного материала и
слой 22 из магнитом гкого материала.
В двух пролетных каналах 3 диаметром d, расположенных на координатной оси YY и
наиболее удаленных от центра диафрагмы (на фиг.3 сквозные отверсти этих пролетных
каналов обозначены позици ми 29, 30) имеет место максимальный уровень поперечной
составл ющей магнитного пол . В них вектор индукции поперечной составл ющей
магнитного пол ориентирован вдоль декартовой координаты YY в двух взаимно
противоположных направлени х, т.е. имеет единственную поперечную компоненту Bу
(втора поперечна компонента Вх равна нулю). Проход щие через эти два пролетных
канала парциальные электронные пучки испытывают максимальное возмущающее
воздействие поперечного магнитного пол в направлении координатной оси YY. Расчеты
показали, что во всех остальных пролетных каналах величина поперечной составл ющей
магнитного пол намного (в 5-10 раз) меньше и, следовательно, менее заметно ее
возмущающее воздействие на проход щие через них электронные пучки.
В замедл ющей системе 4 однослойные диафрагмы 18 замедл ющей системы имеют
такую же конфигурацию пролетных каналов 3 и окон св зи 24, как и двухслойные
диафрагмы 19, 20. При этом толщины однослойных 18 и двухслойных 19, 20 диафрагм и
размеры окон св зи 24 в них, а также толщины первых кольцевых участков 25 колец 17
выбирают исход из требуемой дисперсионной характеристики и сопротивлени св зи ЗС.
При этом расположение внутренней кромки окна св зи 24 (внутренний диаметр кольцевых
щелей) определ етс , с одной стороны, приведенным выше условием Н?2d,
обеспечивающим высокое токопрохождение в ЗС с выпр мител ми магнитного пол , а с
другой стороны, требовани ми к дисперсионной характеристике и величине сопротивлени св зи ЗС. Внутренний диаметр колец 17 замедл ющей системы должен быть не меньше
внутреннего диаметра кольцевых щелей окон св зи 24 дл обеспечени прохождени многолучевого электронного потока через пролетные каналы ЗС.
Расчеты и экспериментальные исследовани показали, что предлагаема в изобретении
замедл юща система на цепочке св занных резонаторов без труб дрейфа типа «двойна лестница» с чередующимис плоскими диафрагмами и кольцами (фиг.2 и фиг.3) имеет
высокое сопротивление св зи в рабочей полосе частот, что позвол ет уменьшить длину
замедл ющей системы (величину межполюсного зазора), а также массу и габариты
магнитной системы, повысить электронный КПД и выходную мощность ЛБВ. Кроме того,
Страница: 11
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
данна замедл юща система имеет низкое сопротивление св зи на паразитном 2? виде колебаний, что уменьшает веро тность самовозбуждени ЛБВ.
В предлагаемой ЛБВ может быть использован другой тип замедл ющей системы на
цепочке св занных резонаторов без труб дрейфа, в том числе замедл юща система в
виде волновода, перегороженного плоскими диафрагмами, перпендикул рными
продольной оси системы и содержащими окна св зи в виде щелей и пролетные каналы.
Например, может быть использована замедл юща система, период которой содержит
четыре плоские диафрагмы, из которых пара соседних диафрагм расположена одинаково
относительно оси замедл ющей системы, а друга пара диафрагм повернута относительно
первой пары на 180° [6]. При использовании данной замедл ющей системы, по крайней
мере, две из диафрагм могут быть выполнены двухслойными, то есть с выпр мител ми
магнитного пол , место расположени которых вдоль оси замедл ющей системы
определ етс приведенными в изобретении услови ми.
На фиг.4 показано (в виде аксонометрической проекции на плоскость XoZ декартовой
системы координат) взаимное расположение электронной пушки 1, содержащей плоский
многоэмиттерный катод 13 и управл ющий электрод 15, коллектора 6, катодного 2 (анода)
и коллекторного 5 полюсных наконечников, посто нных магнитов 10, 11 соответственного
первого и второго р дов магнитной системы 9 и замыкающего их магнитопровода 12, а
также двух выпр мителей магнитного пол 22, вход щих в состав двух двухслойных
диафрагм ЗС. На чертеже также показан многолучевой электронный поток 31, который
формируетс электронной пушкой 1 и фокусируетс в пролетных каналах полем магнитной
системы 9 и выпр мител ми 22.
На фиг.5, отображающей аксонометрическую проекцию (на плоскость XoZ декартовой
системы координат) рабочей части (внутренней полости) замедл ющей системы 4
предлагаемой ЛБВ, показаны однослойные диафрагмы 18, кольца 17 и двухслойные
диафрагмы 19, 20, содержащие слои 21 из немагнитного материала и слои 22
(выпр мители магнитного пол ) из магнитного материала. В диафрагмах показаны
отверсти 29, образующие один из пролетных каналов замедл ющей системы с
максимальным уровнем поперечной составл ющей магнитного пол .
Многолучева миниатюрна «прозрачна » лампа бегущей волны, конструкци которой (а
также ее элементы) показаны на фиг.1-5, работает следующим образом.
Между плоским многоэмиттерным катодом 13 с эмиттерами 14 многолучевой
электронной пушки 1 и анодом (катодным полюсным наконечником 2) подают посто нное
анодное напр жение Ua. Между плоским многоэмиттерным катодом 13 и управл ющим
электродом 15 прикладываетс посто нное отрицательное по отношению к катоду 13
запирающее напр жение Uзап и переменное импульсное модулирующее (управл ющее)
напр жение Uупр от импульсного источника питани . При отсутствии модулирующего
импульса (в паузе между импульсами) на всей поверхности катода 13 создаетс тормоз щее электрическое поле, преп тствующее вылету электронов с эмиттеров 14
(режим запирани электронной пушки). При подаче положительного модулирующего
импульса, амплитуда которого равна или превышает величину запирающего напр жени между катодом 13 и управл ющим электродом 15, на поверхности эмиттеров 14 создаетс ускор ющее электрическое поле (режим отпирани пушки). Переход в другой режим
работы с меньшим уровнем выходной мощности задаетс путем установки другой
(большей по модулю) величины запирающего напр жени Uзап, что при неизменной
величине переменного управл ющего напр жени Uупр приводит к смещению рабочей
точки на сеточной характеристике в сторону уменьшени тока пучка в открытом состо нии
электронной пушки 1.
Под воздействием ускор ющего электрического пол электроны стартуют с
поверхностей эмиттеров 14, проход т последовательно через образующие пролетные
каналы 3 сквозные отверсти в управл ющем электроде 15, в катодном полюсном
наконечнике 2, в диафрагмах 18, 19, 20, в коллекторном полюсном наконечнике 5, а
затем попадают в полость коллектора 6 и осаждаютс на его внутренней поверхности.
Страница: 12
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Входной СВЧ-сигнал через ввод СВЧ-энергии 7 поступает в первый из резонаторов 16
замедл ющей системы 4 и возбуждает электромагнитную волну, котора распростран етс по замедл ющей системе 4 в том же направлении, что и многолучевой электронный поток
31. При взаимодействии электромагнитной волны с многолучевом электронным потоком
происходит модул ци электронов по скорост м и группирование электронов в сгустки.
Сгруппированный электронный поток, в свою очередь, увеличивает амплитуду бегущей
электромагнитной волны, отдава ей часть своей кинетической энергии, котора в виде
усиленного СВЧ-сигнала выводитс из последнего резонатора замедл ющей системы 4
через вывод СВЧ-энергии 8 и поступает во внешнюю нагрузку.
Дл предотвращени расхождени электронов под действием объемного зар да ЛБВ
снабжена магнитной фокусирующей системой 9 на посто нных магнитах. Введение в
конструкцию замедл ющей системы 4 выпр мителей магнитного пол 22 способствует
повышению качества фокусировки многолучевого электронного потока 31 и повышению
токопрохождени на коллектор 6.
Замедл ющую систему предлагаемой многолучевой миниатюрной «прозрачной» лампы
бегущей волны изготавливают следующим образом.
Однослойные диафрагмы изготавливают с использованием современной технологии
изготовлени мелкоструктурных элементов электровакуумных приборов с помощью
лазерной установки «Каравелла». Такой метод изготовлени диафрагм позвол ет
обеспечить высокую точность геометрических размеров диафрагм без дополнительной
механической доводки, сн ти заусениц и т.п. После введени лазерной обработки
отпадает необходимость в 100%-ной проверке и отбраковке диафрагм на специальном
макете на холодных измерени х ввиду хорошей повтор емости размеров диафрагм.
Двухслойные диафрагмы, содержащие тонкие слои из немагнитного материала
(например, из меди) и из магнитом гкого материала (например, из стали марки 10860),
изготавливают следующим образом. Нарезают пластины необходимого размера
(например, 50Ч75 мм) из разных материалов необходимой толщины, например из стали
толщиной 0.1 мм и из меди толщиной 0.4 мм. Затем пластины отжигают (медь - при
температуре 600°С в течение 10 мин, сталь - при температуре 900°С) в течение 15 мин.
Сталь после отжига покрывают химическим никелем толщиной примерно 2 мкм. Пластины
парами (медь - сталь) устанавливают в специальную оснастку и производ т их сварку в
вакуумной печи при температуре 1000°С при давлении 1 кг/мм 2 в течение 15 мин.
Изготовленные таким образом двухслойные диафрагмы обрабатывают с помощью
лазерной установки «Каравелла» по той же программе, что и однослойные диафрагмы.
Кольца замедл ющей системы изготавливают по той же лазерной технологии с учетом
того, что толщина колец на разных участках замедл ющей системы может отличатьс в
зависимости от требуемой величины замедлени . Изготовленные кольца отжигают и
покрывают электролитическим способом слоем золота толщиной 2 мкм, выполн ющим
функцию припо при последующей пайке замедл ющей системы.
Сборка замедл ющей системы на пайку производитс на двух калиброванных стержн х,
проход щих через технологические сквозные центрирующие отверсти в диафрагмах и
кольцах замедл ющей системы. Калиброванные стержни в специальной оправке
устанавливают строго параллельно друг другу и перпендикул рно основанию, на которое
упираетс первое кольцо замедл ющей системы. Пайка узла замедл ющей системы
осуществл етс термодиффузионным способом в атмосфере водорода под давлением
0.15-0.25 кг/мм 2. В процессе пайки обеспечиваетс надежный контакт между кольцами и
диафрагмами замедл ющей системы.
Возможность эффективного уменьшени возмущающего воздействи на электронные
пучки поперечной составл ющей магнитного пол путем введени в конструкцию
замедл ющей системы ЛБВ выпр мителей магнитного пол в соответствии с
предлагаемым изобретением подтверждена методом компьютерного моделировани электронно-оптической и магнитной систем многолучевой миниатюрной «прозрачной» ЛБВ.
Моделирование проводилось дл ЛБВ, выполненных в соответствии с прототипом и
Страница: 13
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
согласно предлагаемому изобретению. Использовалась трехмерна модель многолучевого
электронного потока и магнитной системы с посто нными магнитами, магнитопроводом и
выпр мител ми магнитного пол , расположенными между полюсными наконечниками.
Расчет проводилс в декартовой системе координат, показанной на фиг.4.
На фиг.6 приведены графики распределени продольной (фиг.6а) и поперечной (фиг.6б)
составл ющих магнитного пол на оси пролетного канала ЗС, образованного отверсти ми
29 в диафрагмах, а также показаны траектории электронов (фиг.6в), полученные в
результате компьютерного моделировани многолучевой миниатюрной «прозрачной» ЛБВ,
выбранной в качестве прототипа. В ней использован многолучевой электронный поток,
состо щий из 18 парциальных электронных пучков, центры которых расположены на двух
окружност х с диаметрами 1.25 мм (шесть пучков) и 2.5 мм (двенадцать пучков, два из
которых расположены в координатной плоскости YoZ и соответствуют отверсти м 29,30 в
диафрагмах предлагаемой ЛБВ). Магнитна система создает однонаправленное магнитное
поле в межполюсном зазоре длиной 23.2 мм. Магнитна система содержит 8 посто нных
магнитов из самарий-кобальта КС-25, установленных в два р да на катодном и
коллекторном полюсных наконечниках, замкнутых наружным магнитопроводом. Магниты
имеют вид пр моугольных брусков, намагниченных в поперечном направлении. Размеры
магнитов внутреннего р да - 30Ч30Ч5 мм 3 (4 шт.), внешнего р да - 30Ч30Ч4 мм 3 (4 шт.).
Размер наружного магнитопровода - 60Ч24Ч5.5 мм 3 (2 шт.). Толщина полюсных
наконечников - 1.5 мм. Электронна пушка содержит плоский катод с 18 эмиттерами,
управл ющий электрод в виде тонкой пластины с отверсти ми дл пропускани парциальных электронных пучков, расположенный на рассто нии 0.1 мм от поверхности
катода. Диаметры эмиттеров равны 0.4 мм, диаметры отверстий в пластине управл ющего
электрода, полюсных наконечниках и диафрагмах замедл ющей системы равны d=0.5 мм.
Межэлектродное рассто ние между управл ющими электродом и анодом (катодным
полюсным наконечником) - 0.7 мм. Толщина пластины управл ющего электрода равна 0.1
мм. При потенциалах анода Ua и коллектора, равных 3300 В, и положительном потенциале
Uупр управл ющего электрода относительно катода, равном 90 В, электронно-оптическа система формирует многолучевой электронный поток с суммарным током 600 мА.
На фиг.6а и фиг.6б обозначены: Вz (Гс) - функци распределени продольной
составл ющей (направленной вдоль координатной оси ZZ) индукции магнитного пол вдоль
оси Z (мм) в одном из двух пролетных каналов ЗС, соответствующих отверсти м 29 в
предлагаемой ЛБВ; Ву (Гс) - функци распределени поперечной составл ющей
(направленной вдоль координатной оси YY) индукции магнитного пол вдоль оси Z (мм)
указанного канала (втора компонента Вх поперечной составл ющей индукции магнитного
пол в направлении координатной оси XX равна нулю). На фиг.6а и фиг.6б условно
отмечено положение катодного 2 и коллекторного 5 полюсных наконечников магнитной
системы.
Из фиг.6а и фиг.6б видно следующее. Функци Bz распределени продольной
составл ющей магнитного пол слабо мен етс вдоль оси Z указанного пролетного канала.
Функци Bу распределени поперечной составл ющей магнитного пол равна нулю в
центре и на кра х межполюсного зазора длиной L (в этих точках она мен ет знак) и
имеет максимальное по модулю значение на рассто нии L/4 от каждого из полюсных
наконечников. В коротких по длине пролетных каналах катодного и коллекторного
полюсных наконечников функци Bу имеет вид небольших по амплитуде и
противоположных по знаку «всплесков», которые вызваны наличием отверстий (пролетных
каналов) в полюсных наконечниках.
На фиг.6в показаны проекции траекторий электронов на координатную плоскость YoZ
декартовой системы координат дл указанного пролетного канала, полученные в
результате компьютерного моделировани трехмерных электронно-оптической и магнитной
систем многолучевой миниатюрной «прозрачной» ЛБВ - прототипа. Видно, что под
воздействием поперечной Bу составл ющей индукции магнитного пол на первой половине
межполюсного зазора парциальный электронный пучок, проход через пролетный канал
Страница: 14
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
вдоль координатной оси ZZ, постепенно отклон етс (дрейфует) по направлению к
внутренней поверхности пролетного канала (перемещаетс вдоль координатной оси YY),
при этом периферийна часть электронного пучка оказываетс на очень малом рассто нии
от внутренней поверхности пролетного канала. На второй половине межполюсного зазора
парциальный электронный пучок смещаетс вдоль координатной оси YY в
противоположном направлении, приближа сь к противоположной стороне внутренней
поверхности указанного пролетного канала. При таких неоптимальных услови х
формировани парциального электронного пучка в межполюсном зазоре увеличиваетс веро тность токооседани на внутреннюю поверхность пролетного канала. Низкое качество
фокусировки парциального пучка в указанном пролетном канале усугубл етс р дом других
реально существующих, но трудно учитываемых дестабилизирующих факторов, в
частности эффектом динамической расфокусировки электронного пучка под воздействием
СВЧ-пол и возрастающих сил расталкивани пространственного зар да в
сгруппированном электронном пучке, а также конструктивно-технологическими трудност ми
обеспечени соосности электронной пушки и замедл ющей системы.
Вследствие симметрии электронно-оптической и магнитной систем относительно
координатной плоскости YoZ во втором пролетном канале ЗС, соответствующем каналу,
образованному отверсти ми 30 в диафрагмах предлагаемой ЛБВ, вектор индукции
поперечной составл ющей магнитного пол Bу ориентирован в противоположном (по
сравнению с указанным первым пролетным каналом) направлении, а величина и вид
распределени функции Bу вдоль оси ZZ остаютс неизменными. Поэтому во втором
пролетном канале происходит аналогичный (симметричный относительно координатной
плоскости YoZ) дрейф парциального электронного пучка к внутренней поверхности этого
пролетного канала.
На фиг.7 приведены графики распределени продольной Bz (фиг.7а) и поперечной Bу
(фиг.7б) составл ющих магнитного пол , а также проекции траекторий электронов на
координатную плоскость YoZ декартовой системы координат (фиг.7в) в пролетном канале,
образованном отверсти ми 29 в диафрагмах, полученные в результате компьютерного
моделировани электронно-оптической и магнитных систем (показанных на фиг.4)
многолучевой «прозрачной» ЛБВ согласно изобретению. На фиг.7а и фиг.7б условно
отмечено положение катодного 2 и коллекторного 5 полюсных наконечников магнитной
системы, а также выпр мителей 22 магнитного пол . В предлагаемой ЛБВ сохранены все
ранее указанные размеры электронно-оптической и магнитной систем ЛБВ, используемой в
качестве прототипа, за исключением того, что в межполюсном зазоре дополнительно
установлены два выпр мител магнитного пол , расположение и конфигураци которых
выбраны из условий: Z1=1.017 L/4, Z2=1.068 L/4, d=0.5 мм, Н=1.25 мм. Толщина каждого
выпр мител магнитного пол 22, то есть сло из магнитом гкого материала двухслойной
диафрагмы, равна 0.1 мм.
На фиг.7а показана рассчитанна функци распределени продольной составл ющей
индукции магнитного пол Bz (Гс) вдоль оси Z (мм). Из чертежа видно, что в местах
расположени выпр мителей 22 по вл ютс «пикообразные» провалы функции Bz=f(Z).
На фиг.7б приведена функци распределени поперечной составл ющей индукции пол Bу=f (Z). Из чертежа видно, что так же, как в прототипе, в отверсти х пролетных
каналов в катодном и коллекторном полюсных наконечниках имеют место «всплески»
компоненты Bу магнитного пол . При этом в области межполюсного зазора амплитуда и
вид функции Bу=f (Z) количественно и качественно мен ютс . Амплитуда поперечной
составл ющей Bу магнитного пол уменьшаетс более чем в два раза по сравнению с
прототипом, а в местах расположени выпр мителей магнитного пол имеют место
дополнительные «всплески» функции Bу=f (Z) с изменением ее знака. Таким образом, в
межполюсном зазоре предлагаемой ЛБВ с выпр мител ми магнитного пол нар ду с
уменьшением амплитуды поперечного магнитного пол имеет место многократное
изменение направлени вектора воздействующего на парциальный электронный пучок
поперечного магнитного пол .
Страница: 15
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
На фиг.7в показаны проекции на координатную плоскость YoZ траекторий электронов
парциального электронного пучка, которые рассчитаны дл того же пролетного канала 29.
Из представленных результатов траекторного анализа видно, что в предлагаемой ЛБВ
практически отсутствует дрейф парциального электронного пучка к внутренней
поверхности пролетного канала, что свидетельствует о пренебрежимо малом вли нии на
электронный пучок в пролетном канале поперечной составл ющей магнитного пол в
межполюсном зазоре. Это приводит к существенному улучшению качества формировани электронного потока, повышению его устойчивости по отношению к дестабилизирующим
факторам (например, к динамической расфокусировке, нарушению соосности электронной
пушки и замедл ющей системы) и, в конечном итоге, к повышению токопрохождени на
коллектор.
Таким образом, предлагаетс нова конструкци многолучевой миниатюрной
«прозрачной» лампы бегущей волны с выпр мител ми магнитного пол , установленными в
замедл ющей системе на цепочке св занных резонаторов без труб дрейфа. Благодар применению в ней выпр мителей магнитного пол улучшаетс качество формировани многолучевого электронного потока, повышаетс токопрохождение на коллектор и, как
следствие, повышаетс уровень выходной импульсной и выходной средней мощности ЛБВ
бортового применени , что позвол ет совершенствовать функциональные возможности
малогабаритной бортовой аппаратуры.
Источники информации
1. Б.В.Сазонов, А.С.Победоносцев. Многолучевые многорежимные «прозрачные» ЛБВ и
усилительные цепочки на их основе. Электронна техника, Сери 1, СВЧ-техника. Выпуск 2 (482). - 2003. - С.5-8.
2. И.И.Голеницкий, Н.Г.Духина. Моделирование многолучевой электронно-оптической
системы миниатюрной «прозрачной» ЛБВ. 14- Международна Крымска конференци «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». Материалы конференции,
Севастополь, Крым, Украина, 13-17 сент бр 2004 г. - С.219-221.
3. Патент США №3448329, МПК: H01J 23/34, опуб.03.06.1969 г. Лампа со скоростной
модул цией типа ЛБВ.
4. Патент РФ №2074448, МПК: H01J 23/087, опуб.27.02.1997 г. Магнитна фокусирующа система СВЧ-прибора «О» типа.
5. Патент РФ №2072111, МПК: H01J 23/087, опуб.20.01.1997 г. Сильноточный мощный
многолучевой СВЧ-прибор O-типа.
6. Патент РФ №2158040, МПК: H01J 23/24, опуб.20.10.2000 г. Замедл юща система дл ЛБВ.
Формула изобретени 1. Многолучева миниатюрна «прозрачна » лампа бегущей волны, содержаща многолучевую электронную пушку с многоэмиттерным катодом и управл ющим
электродом, расположенную между катодным и коллекторным полюсными наконечниками
замедл ющую систему типа цепочки св занных резонаторов, в диафрагмах которой
выполнены пролетные каналы и окна св зи, а также ввод и вывод СВЧ-энергии, коллектор
и магнитную фокусирующую систему, содержащую поперечно намагниченные посто нные
магниты, установленные на двух противоположных сторонах каждого из полюсных
наконечников перпендикул рно вводу и выводу СВЧ-энергии и замкнутые
магнитопроводом, отличающа с тем, что диафрагмы замедл ющей системы выполнены в
виде плоских пластин без труб дрейфа, по крайней мере, две из диафрагм выполнены
двухслойными, причем один из слоев диафрагмы выполнен из магнитом гкого материала и
вл етс выпр мителем магнитного пол , рассто ние между катодным полюсным
наконечником и выпр мителем магнитного пол первой из двух двухслойных диафрагм,
рассто ние между коллекторным полюсным наконечником и выпр мителем магнитного
пол второй из двух двухслойных диафрагм, рассто ние между катодным и коллекторным
полюсными наконечниками, диаметр пролетных каналов и рассто ние от центра
Страница: 16
CL
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
пролетного канала, наиболее удаленного от оси замедл ющей системы, до ближайшей к
нему кромки окна св зи в диафрагме определ ютс из условий
0,8 L/4?Z1?1,2 L/4;
0,8 L/4?Z2?1,2 L/4;
H?2d,
где Z1 - рассто ние между катодным полюсным наконечником и выпр мителем
магнитного пол первой из двух двухслойных диафрагм,
Z2 - рассто ние между коллекторным полюсным наконечником и выпр мителем
магнитного пол второй из двух двухслойных диафрагм,
L - рассто ние между катодным и коллекторным полюсными наконечниками,
d - диаметр пролетных каналов,
Н - рассто ние от центра пролетного канала, наиболее удаленного от оси замедл ющей
системы, до ближайшей к нему кромки окна св зи в диафрагме.
2. Многолучева миниатюрна «прозрачна » лампа бегущей волны по п.1,
отличающа с тем, что замедл юща система выполнена в виде многослойной
конструкции из соединенных друг с другом чередующихс диафрагм, имеющих форму
диска, и колец.
3. Многолучева миниатюрна «прозрачна » лампа бегущей волны по п.2,
отличающа с тем, что пролетные каналы расположены в центральной части каждой
диафрагмы замедл ющей системы, причем центры пролетных каналов размещены на
одной или нескольких концентрических окружност х, окна св зи в диафрагмах выполнены в
виде двух симметрично расположенных щелей, имеющих форму неполных полуколец,
отделенных друг от друга двум диаметрально расположенными перемычками, каждое
кольцо замедл ющей системы содержит два коаксиально расположенных кольцевых
участка, причем внутренний диаметр наружного кольцевого участка кольца равен
внешнему диаметру центрального кольцевого участка кольца и равен внешнему диаметру
неполных полуколец окон св зи в диафрагмах, а внутренний диаметр центрального
кольцевого участка кольца равен внутреннему диаметру неполных полуколец окон св зи в
диафрагмах или превышает его, толщина центрального участка кольца меньше толщины
наружного участка кольца и торцевые поверхности наружного участка кольца равно
удалены от соответствующих торцевых поверхностей центрального участка кольца.
4. Многолучева миниатюрна «прозрачна » лампа бегущей волны по п.1,
отличающа с тем, что замедл юща система выполнена в виде волновода,
перегороженного диафрагмами, расположенными перпендикул рно его продольной оси.
35
40
45
50
Страница: 17
RU 2 337 425 C1
Страница: 18
DR
RU 2 337 425 C1
Страница: 19
RU 2 337 425 C1
Страница: 20
RU 2 337 425 C1
Страница: 21
RU 2 337 425 C1
Страница: 22
и условий.
Ширина перемычки между каждым окном св зи в диафрагме и ближайшим к нему
пролетным каналом выбираетс из услови Н?2d, где Н - рассто ние от центра
пролетного канала, наиболее удаленного от оси замедл ющей системы, до ближайшей к
нему кромки окна св зи в диафрагме, d - диаметр пролетных каналов. При этом величина
Н=2d соответствует минимально возможной ширине перемычки, при которой в области
пролетного канала практически отсутствует неоднородность магнитного пол , возникающа на кромке ближайшего к нему окна св зи.
Введение в конструкцию замедл ющей системы ЛБВ предлагаемых выпр мителей
магнитного пол позвол ет снизить в несколько раз величину поперечной составл ющей
магнитного пол в межполюсном зазоре и одновременно изменить характер осевого
распределени функции поперечной составл ющей магнитного пол в этом зазоре таким
образом, что она многократно мен ет знак. При многократном изменении направлени вектора поперечной составл ющей магнитного пол центр каждого парциального
электронного пучка также многократно (синхронно изменению направлени этого вектора)
колеблетс в небольшой области вблизи оси своего пролетного канала, и, таким образом,
устран етс нежелательный однонаправленный дрейф парциальных электронных пучков
по направлению к стенкам пролетных каналов, который имеет место в замедл ющей
системе известной ЛБВ (в прототипе).
Возможность использовани в ЛБВ минимального количества (двух) предлагаемых
Страница: 8
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
выпр мителей магнитного пол , а также выбор места их расположени относительно
полюсных наконечников св заны с особенностью функции распределени поперечной
составл ющей магнитного пол в межполюсном зазоре магнитной системы миниатюрной
«прозрачной» ЛБВ.
Действительно, в области прохождени электронных пучков в миниатюрной
«прозрачной» ЛБВ без выпр мителей магнитного пол силовые линии магнитного пол в
межполюсном зазоре имеют «бочкообразный» вид. В этом случае функци распределени поперечной составл ющей магнитного пол вдоль оси ЗС обращаетс в нуль в середине
зазора между полюсными наконечниками, а максимумы (по модулю) этой функции
расположены на рассто ни х от полюсных наконечников, равных примерно одной
четвертой длины межполюсного зазора.
Как показали расчеты, при введении в конструкцию ЗС предлагаемых выпр мителей
магнитного пол максимальна эффективность их воздействи на поперечную
составл ющую магнитного пол достигаетс при условии, что местоположение
выпр мителей магнитного пол точно совпадает с местом расположени указанных
максимумов функции распределени поперечной составл ющей магнитного пол или
находитс в окрестности указанных максимумов в соответствии с приведенными выше
заданными услови ми выбора величин Z1 и Z2.
Расчеты показали, что эффективность действи выпр мителей практически не
снижаетс при расположении выпр мителей вблизи максимумов функции распределени поперечной составл ющей магнитного пол , то есть внутри области, в которой уровень
поперечной составл ющей магнитного составл ет не менее 90% от ее максимальной
величины, что соответствует граничным значени м величин Z1 и Z2 в указанном диапазоне
их изменени . Выбор величин Z1 и Z2 в указанном широком диапазоне позвол ет
варьировать параметры замедл ющей системы путем изменени , например, ее шага при
сохранении высокого токопрохождени на коллектор ЛБВ.
Изобретение по сн етс чертежами.
На фиг.1 схематично показана предлагаема многолучева миниатюрна «прозрачна »
ЛБВ.
На фиг.2 показан один из возможных вариантов выполнени замедл ющей системы на
цепочке св занных резонаторов без труб дрейфа предлагаемой многолучевой
миниатюрной «прозрачной» ЛБВ, изображенной на фиг.1.
На фиг.3 показана двухслойна диафрагма замедл ющей системы, изображенной на
фиг.2.
На фиг.4 показана аксонометрическа проекци электронно-оптической и магнитной
систем предлагаемой многолучевой миниатюрной «прозрачной» ЛБВ, изображенной на
фиг.1.
На фиг.5 показана аксонометрическа проекци рабочей части (внутренней полости)
замедл ющей системы, изображенной на фиг.2.
На фиг.6 приведены результаты компьютерного моделировани электронно-оптической
и магнитных систем многолучевой «прозрачной» ЛБВ, выбранной в качестве прототипа.
На фиг.7 приведены результаты компьютерного моделировани электронно-оптической
и магнитных систем многолучевой «прозрачной» ЛБВ согласно изобретению.
Предлагаема многолучева миниатюрна «прозрачна » ЛБВ показана на фиг.1 в
сечении XoZ декартовой системы координат, при этом координатна ось YY расположена
перпендикул рно плоскости чертежа. ЛБВ содержит последовательно расположенные
вдоль оси прибора многолучевую электронную пушку 1, катодный полюсный наконечник
(анод) 2 со сквозными отверсти ми, образующими пролетные каналы 3, замедл ющую
систему 4 типа ЦСР, коллекторный полюсный наконечник 5 со сквозными отверсти ми,
образующими пролетные каналы 3 и коллектор 6. ЛБВ содержит также ввод СВЧ-энергии 7,
вывод СВЧ-энергии 8 и магнитную систему 9. Магнитна система 9 содержит два р да
намагниченных в поперечном направлении посто нных магнитов 10, 11 в виде
пр моугольных брусков, замкнутых магнитопроводом 12. На фиг.1 стрелками показано
Страница: 9
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
направление намагниченности посто нных магнитов 10 и 11, отмечена ориентаци их
магнитных полюсов N и S, а также отмечено рассто ние L (длина межполюсного зазора)
между катодным 2 и коллекторным 5 полюсными наконечниками. Магниты 10 первого р да
расположены с двух сторон катодного 2 и коллекторного 5 полюсных наконечников, при
этом обращенные к ЗС торцы магнитов 10 и полюсных наконечников 2, 5 совпадают дл повышени однородности магнитного пол в межполюсном зазоре. Магниты 11 второго
р да расположены на внешней поверхности магнитов 10, соединены магнитопроводом 12.
Дл повышени однородности магнитного пол магниты 11 установлены на рассто нии
друг от друга меньшем, чем длина L межполюсного зазора. Магнитна система 9 ЛБВ
может содержать только один р д магнитов 10 (не показана на чертеже), однако при этом
затрудн етс настройка магнитной системы. Введение второго р да магнитов 11 позвол ет
путем изменени рассто ни между этими магнитами осуществл ть подстройку магнитной
системы в процессе динамических испытаний ЛБВ. Поперечные размеры катодного 2 и
коллекторного 5 полюсных наконечников равны, а их длины вдоль оси замедл ющей
системы (совпадающей с координатной осью ZZ) могут отличатьс друг от друга в
зависимости от требований магнитной экранировки электронной пушки 1 и коллектора 6.
Магниты 10 и 11 установлены на двух противоположных сторонах каждого из полюсных
наконечников 2 и 5 (вдоль координатной оси XX) и перпендикул рно вводу 7 и выводу 8
СВЧ-энергии (расположенным вдоль координатной оси YY). Такое расположение магнитов
относительно волноводных ввода и вывода СВЧ-энергии вл етс наиболее приемлемым
дл миниатюрных «прозрачных» ЛБВ с ограниченными габаритами и массой.
Электронна пушка 1 содержит плоский многоэмиттерный катод 13, включающий
расположенные на концентричных окружност х плоские эмиттеры 14 парциальных
электронных пучков, и изолированный от многоэмиттерного катода 13 управл ющий
электрод 15 со сквозными отверсти ми, образующими пролетные каналы 3.
Коллектор 6 может быть изолирован от многоэмиттерного катода 13 дл повышени технического КПД ЛБВ путем рекуперации остаточной энергии электронного потока.
Замедл юща система 4 типа ЦСР выполнена без труб дрейфа.
Один из возможных вариантов выполнени замедл ющей системы на цепочке
св занных резонаторов без труб дрейфа типа «двойна лестница» показан на фиг.2.
Замедл юща система 4 содержит последовательно расположенные вдоль ее оси
резонаторы 16, образованные чередующимис плоскими тонкими кольцами 17 (из
немагнитного материала) и плоскими диафрагмами двух видов: однослойными
(монометаллическими, из немагнитного материала) диафрагмами 18 и двум двухслойными (биметаллическими, состо щими из немагнитного материала и
магнитом гкого материала) диафрагмами 19, 20. Кажда из диафрагм 19, 20 содержит слой
21 из немагнитного материала (например, из меди) и слой 22 из магнитом гкого
материала (например, из стали), который вл етс выпр мителем магнитного пол . Слои
21 и 22 соединены между собой посредством сварки.
Диафрагмы 18, 19, 20 и кольца 17 собраны в единый пакет на калиброванных
цилиндрических стержн х 23 и соединены между собой посредством термодиффузионной
пайки.
Плоские диафрагмы 18, 19, 20 замедл ющей системы выполнены в виде дисков, в
центральной части которых выполнены сквозные отверсти , образующие пролетные
каналы 3, расположенные на концентричных окружност х соосно плоским эмиттерам 14
многоэмиттерного катода 13. В каждой из диафрагм выполнены два диаметрально
расположенных окна св зи 24, обеспечивающие электромагнитную св зь между соседними
резонаторами 16. Окна св зи 24 выполнены в виде двух симметрично
расположенных щелей, имеющих форму неполных полуколец, причем окна св зи 24 в двух
любых соседних диафрагмах замедл ющей системы (в двух однослойных, либо в
однослойной и двухслойной) повернуты на угол 90°.
Каждое из плоских колец 17 замедл ющей системы содержит два коаксиально
расположенных кольцевых участка 25, 26 с разными диаметрами и толщиной, причем
Страница: 10
RU 2 337 425 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
внутренний диаметр наружного кольцевого участка 26 кольца 17 равен внешнему диаметру
центрального кольцевого участка 25 и равен внешнему диаметру неполных полуколец окон
св зи, а толщина центрального кольцевого участка 25 меньше толщины наружного
кольцевого участка 26. При этом торцевые поверхности наружного кольцевого участка 25
равноудалены от соответствующих торцевых поверхностей центрального кольцевого
участка 26 кольца 17. Дл формировани требуемой конфигурации резонаторов 16
внутренний диаметр наружного кольцевого участка 26 кольца 17 равен внешнему диаметру
неполных полуколец окон св зи 24. При этом внутренний диаметр центрального кольцевого
участка 25 равен внутреннему диаметру неполных полуколец окон св зи 24 или превышает
его дл предотвращени оседани электронов на внутренней поверхности центральных
участков 25 колец 17 и обеспечени вследствие этого беспреп тственного прохождени парциальных электронных пучков через пролетные каналы 3 замедл ющей системы 4.
На фиг.3 показана одна из двухслойных диафрагм 19 (или 20) и приведено ее
изображение в сечении по А-А. В двухслойной диафрагме окна св зи 24 выполнены в виде
двух кольцевых щелей, расположенных симметрично продольной оси диафрагмы,
совпадающей с координатной осью ZZ, и отделенных друг от друга двум перемычками 27,
расположенными вдоль координатной оси XX. При этом центры пролетных каналов 3,
расположенных на внешней концентрической окружности, наход тс на рассто нии Н до
ближайших к ним кромок окон св зи 24 в диафрагме.
На оси XX расположены сквозные центрирующие отверсти 28 дл установки
калиброванных цилиндрических стержней 23 при сборке замедл ющей системы.
Двухслойна диафрагма 19 (или 20) содержит слой 21 из немагнитного материала и
слой 22 из магнитом гкого материала.
В двух пролетных каналах 3 диаметром d, расположенных на координатной оси YY и
наиболее удаленных от центра диафрагмы (на фиг.3 сквозные отверсти этих пролетных
каналов обозначены позици ми 29, 30) имеет место максимальный уровень поперечной
составл ющей магнитного пол . В них вектор индукции поперечной составл ющей
магнитного пол ориентирован вдоль декартовой координаты YY в двух взаимно
противоположных направлени х, т.е. имеет единственную поперечную компоненту Bу
(втора поперечна компонента Вх равна нулю). Проход щие через эти два пролетных
канала парциальные электронные пучки испытывают максимальное возмущающее
воздействие поперечного магнитного пол в направлении координатной оси YY. Расчеты
показали, что во всех остальных пролетных каналах величина поперечной составл ющей
магнитного пол намного (в 5-10 раз) меньше и, следовательно, менее заметно ее
возмущающее воздействие на проход щие через них электронные пучки.
В замедл ющей системе 4 однослойные диафрагмы 18 замедл ющей системы имеют
такую же конфигурацию пролетных каналов 3 и окон св зи 24, как и двухслойные
диафрагмы 19, 20. При этом толщины однослойных 18 и двухслойных 19, 20 диафрагм и
размеры окон св зи 24 в них, а также толщины первых кольцевых участков 25 колец 17
выбирают исход из требуемой дисперсионной характеристики и сопротивлени св зи ЗС.
При этом расположение внутренней кромки окна св зи 24 (внутренний диаметр кольцевых
щелей) определ етс , с одной стороны, приведенным выше условием Н?2d,
обеспечивающим высокое токопрохождение в ЗС с выпр мител ми магнитного пол , а с
другой стороны, требовани ми к дисперсионной характеристике и величине сопротивлени св зи ЗС. Внутренний диаметр колец 17 замедл ющей системы должен быть не меньше
внутреннего диаметра кольцевых щелей окон св зи 24 дл обеспечени прохождени многолучевого электронного потока через пролетные каналы ЗС.
Расчеты и экспериментальные исследовани показали, что предлагаема в изобретении
замедл юща система на цепочке св занных резонаторов без труб дрейфа типа «двойна лестница» с чередующимис плоскими диафрагмами и кольцами (фиг.2 и
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
898 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа