магнетрон

Формула изобретения

МАГНЕТРОН с дроссельной структурой в косаксиальном выводе энергии, содержащий центральный проводник, проходящий через отверстие в полюсном наконечнике, отличающийся тем, что в отверстие полюсного наконечника введена закрепленная на нем металличаская трубка протяженностью, приблизительно равной четверти длины волны нежелательной гармоники.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электронной технике, в частности к генераторам СВЧ-колебаний магнетронам, и может быть использовано для подавления побочных колебаний магнетрона на частоте гармоник.

Известны магнетроны с резонансными полостями [1] для фильтрации нежелательных гармоник. В выводе энергии такого магнетрона (фиг. 1), содержащем центральный проводник коаксиала 1, подключенный к ламели анодного блока 2, образовано несколько коаксиальных резонансных полостей 3, расположенных последовательно вдоль вывода энергии. Рабочие полости 3 отделены диафрагмами 4 с небольшими цилиндрическими трубками 5 в центральной части.

Недостатком такого решения является увеличение размеров вывода энергии и трудности согласования на рабочей частоте.

Ближайшим к заявленному техническим решением [2] принятым за прототип, является магнетрон, в выводе энергии которого для подавления колебаний на частотах гармоник устанавливаются кольцевые дроссельные структуры в виде металлических "карманов" 6 (фиг. 2). Длина дросселя приблизительно равна четверти длины волны подавляемой гармоники.

Недостатком прототипа является сравнительно слабое подавление нежелательной гармоники, вследствие малого дроссельного зазора и расположение дросселя в многоволновой области 7, так как в этой области на частотах выше 4-й гармоники могут возбуждаться высшие типы волн.

Целью настоящего изобретения является простое по конструкции и надежное подавление колебаний магнетрона на частоте нежелательной гармоники.

Указанная цель достигается тем, что в магнетроне с дроссельной структурой в коаксиальном выводе энергии, содержащем центральный проводник, проходящий через отверстие в полюсном наконечнике, в отверстие полюсного наконечника введена металлическая трубка, протяженностью приблизительно равной четверти длины волны нежелательной гармоники.

В просмотренных источниках информации нами не обнаружены магнетроны с указанными существенными признаками, влияющими на достижение технического результата, следовательно, предложенное техническое решение отвечает критериям "новизны" и "изобретательского уровня".

На фиг. 1 представлен вывод энергии магнетрона, принятого за аналог; на фиг. 2 вывод энергии магнетрона, принятого за прототип; на фиг. 3 вывод энергии предлагаемого магнетрона; на фиг. 4 дроссельная структура; на фиг. 5 экспериментальный макет дроссельной структуры; на фиг. 6 экспериментальные характеристики экспериментального макета дроссельной структуры, изображенной на фиг. 5.

На фиг. 3 представлен вывод энергии предлагаемого магнетрона.

Центральный проводник 1, одним концом закрепленный на ламели анодного блока 2, проходит через отверстие 8 полюсного наконечника 9, с закрепленной на нем металлической трубкой 10, и, проходя через канал 11 и диэлектрическое кольцо 12, закрепляется другим концом в колпачке 13. Металлическая трубка 10, полюсный наконечник 9, канал 11 и проводник 1 образуют дроссельную коаксиальную структуру, осуществляющую фильтрацию СВЧ-колебаний на частоте нежелательной гармоники.

Дроссельная структура, принцип действия которой аналогичен принципу действия коаксиального четвертьволнового дросселя [3] работает следующим образом (фиг. 4). Входное сопротивление коаксиальной линии в точках "а, б" равно сумме входных сопротивлений между точками "а, в" и "б, в". Величина (Z_вх)ав стремится к бесконечности, поскольку длина трубки 10 подбирается приблизительно равной четверти длины волны в свободном пространстве. Следовательно, в сечении АА имеется узел стоячей волны высокочастотного тока. Режим холостого хода в плоскости АА трансформируется в режим короткого замыкания между точками "г, д", "запирающий" отверстие связи 8 для нежелательных колебаний.

Чтобы избежать влияния рассматриваемой дроссельной структуры на колебания магнетрона на рабочей частоте, длина цилиндрической трубки не должна быть соизмерима с длиной волны рабочих колебаний. Поэтому нецелесообразно использовать данную структуру для фильтрации 2-й и 3-й гармоник магнетрона.

Результаты экспериментальной проверки работоспособности рассматриваемой дроссельной структуры приведены на фиг. 5, 6. На фиг. 5 приведена исследуемая коаксиальная линия с расширением внутреннего диаметра, перегороженная диафрагмой с цилиндрической трубкой. На фиг. 6 приведено переходное ослабление такой линии в зависимости от частоты. Экспериментальная проверка подтвердила резонансные свойства предлагаемой дроссельной структуры, обеспечивающей ослабление более 20 дБ.

Использование предлагаемого решения, осуществляемого доступными средствами, позволит выпускать бытовые микроволновые печи, удовлетворяющие требованиям международных стандартов по уровню побочных колебаний.