многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии
Классы МПК: | H01J25/50 магнетроны, те приборы с магнитной системой, создающей магнитное поле, пересекающее электрическое поле |
Автор(ы): | Адамович В.А., Еремин В.П., Перовский Э.В. |
Патентообладатель(и): | ЗАО "ОКБ Тантал" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-06-02 публикация патента:
10.05.2000 |
Изобретение относится к конструкции магнетрона, а именно к подавлению мешающих видов колебаний в этих магнетронах. Технический результат - подавление обеих компонент дублета мешающего вида колебаний обеспечивается азимутальным совмещением разрыва связок и места подсоединения вывода энергии к резонаторной системе при полном разрыве замедляющей системы в плоскости ее зеркальной симметрии. В магнетроне с асимметричным выводом энергии и анодной резонаторной системой с двойными двухсторонними связками (из каждой пары связок - верхней и нижней - одна связка припаяна ко всем четным ламелям, не касаясь всех нечетных, другая пара связок припаяна ко всем нечетным ламелям, не касаясь четных) около одной из ламелей выполнены разрывы. Вывод энергии выполнен около ламели, у которой выполнены разрывы связок. При этом разрывы выполнены в обеих не паянных к этой ламели связках, центр разрыва связок соответствует середине ламели, а ширина разрывов выбирается из приведенного соотношения. 9 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9
Формула изобретения
Многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии и анодной резонаторной системой с двойными двусторонними связками, в которых у одной из ламелей выполнены разрывы, причем из каждой пары связок - верхней и нижней - одна связка припаяна ко всем четным ламелям, не касаясь всех нечетных, а другая связка припаяна ко всем нечетным ламелям, не касаясь четных, отличающийся тем, что вывод энергии подсоединен к резонаторной системе под минимально возможным углом к ламели, у которой выполнены разрывы связок, при этом разрывы выполнены в обеих не паянных к этой ламели связках, центр разрывов соответствует середине ламели, а ширина разрывов удовлетворяет условиюt
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148015/8805.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148015/8805.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148010/183.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148010/183.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148010/183.gif)
где l - ширина разрывов связок, мм;
S - площадь поперечного сечения связки, мм2;
f - резонансная частота ближайшего к
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148159/960.gif)
t - толщина ламели непосредственно у разрыва связки, мм.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области электровакуумных приборов, в частности касается магнетронов, конкретнее - подавления мешающих видов колебаний в этих магнетронах. Эффективное подавление мешающих видов колебаний чрезвычайно важно для улучшения выходных параметров магнетрона: достижения максимально возможных значений выходной мощности и КПД, снижения анодного напряжения и магнитной индукции (т.е. уменьшение габаритов и веса), создания запаса по зоне анодных токов и обеспечения устойчивой работы магнетрона на рассогласованную нагрузку с большим KCTU. В магнетронах, работающих на![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148159/960.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148159/960.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148159/960.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148159/960.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148159/960.gif)
t
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148015/8805.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148015/8805.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148010/183.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148010/183.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148010/183.gif)
где l - ширина разрыва связок, мм;
S - площадь поперечного сечения связки, мм2;
f - резонансная частота ближайшего к "пи"-виду колебаний коротковолнового вида колебаний, МГц;
t - толщина ламели непосредственно под разрываемой связкой, мм. Кроме того, центральный проводник коаксиала вывода энергии с помощью "вилки" кондуктивно может быть соединен с двумя ламелями, соседними с той, у которой выполнены разрывы связок. Кроме того, петлевой или щелевой вывод энергии может быть выполнен в резонаторе, у одной из ламелей которого выполнены разрывы связок. Предложенное техническое решение принципиально отличается от ранее известных [6 - 8] азимутальным совмещением разрыва связок и вывода энергии. Другим существенным отличием заявляемого решения является создание полного разрыва замедляющей системы путем выполнения разрыва в обеих связках, не паянных к ламели, выбранной за зеркальную плоскость симметрии при ширине разрывов в соответствии с предложенным соотношением. Этот второй отличительный признак также является исключительно важным, так как без полного разрыва замедляющей системы азимутальное совмещение вывода энергии и разрыва связок не обеспечит максимальную, нагрузку через вывод энергии обеих компонент дублета мешающего вида колебаний. Полный разрыв замедляющей системы в магнетроне с двойными двухсторонними связками реализуется путем разрыва связок у одной из ламелей, причем разрываются обе не паянные к этой ламели связки (т.е. с обеих сторон анода), а ширина разрывов должна быть достаточно большой для минимизации емкостной связи в месте разрыва. Отметим, что разрыв только одной связки не обеспечивает полного разрыва системы при любой ширине разрыва связки. Указанная емкость вычисляется как емкость плоского конденсатора, т.е. по формуле
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148869/2148869-2t.gif)
где C - рассчитываемая емкость, фарады;
S - площадь поперечного сечения связки, м2;
l - ширина разрыва связки, м. Соответственно, модуль величины емкостного сопротивления
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148869/2148869-3t.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148869/2148869-4t.gif)
где f - резонансная частота мешающего вида колебаний, Гц. Подставляя сюда величину C из формулы (1), получим
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148869/2148869-5t.gif)
Необходимая для полного разрыва замедляющей системы минимальная величина
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148869/2148869-6t.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148869/2148869-7t.gif)
где
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148122/981.gif)
N - число резонаторов магнетрона;
n - целое число, равное числу замедленных длин волн, укладывающихся по окружности анода на мешающем виде колебаний (при отсутствии разрывов связок и иных азимутальных неоднородностей). Зная расчетную или снятую экспериментально дисперсионную характеристику, нетрудно найти на ней частоту, соответствующую данному фазовому сдвигу
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148122/981.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148869/2148869-8t.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148869/2148869-9t.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148869/2148869-10t.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148015/8805.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148010/183.gif)
l
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148015/8805.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148010/183.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148010/183.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148010/183.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148010/183.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148159/960.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148010/183.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148010/183.gif)
где l - ширина разрыва связки, м;
S - площадь поперечного сечения связки, м2;
f - резонансная частота мешающего вида колебаний, Гц. После некоторых преобразований формула (5) примет следующий окончательный вид
l
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148015/8805.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148010/183.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148010/183.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148010/183.gif)
где l - ширина разрыва связки, мм;
S - площадь поперечного сечения связки, мм2;
f - резонансная частота мешающего вида колебаний, МГц. Следует отметить, что расчет минимально допустимой величины l необходимо проводить на частоте ближайшего к
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148159/960.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148869/2148869-11t.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148159/960.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148159/960.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148015/8805.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148869/2148869-12t.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148122/981.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148159/960.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148017/945.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148017/945.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148017/945.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148017/945.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148017/945.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148017/945.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148869/2148869-13t.gif)
![многорезонаторный магнетрон с асимметричным выводом энергии, патент № 2148869](/images/patents/323/2148869/2148869-14t.gif)
1 - ламель, около которой разорваны связки;
2 - ламели, соседние с той, около которой разорваны связки;
3 - связки;
4 - разрыв связки;
5 - корпус анода;
6 - центральный проводник коаксиала вывода энергии;
7 - наружный проводник коаксиала вывода энергии;
8 - петля связи;
9 - щелевой вывод энергии. При этом фиг. 6 соответствует кондуктивному соединению центрального проводника коаксиала вывода энергии к ламели, у которой выполнены разрывы связок; фиг. 7 соответствует кондуктивному соединению с помощью "вилки" центрального проводника коаксиала вывода энергии к двум ламелям, соседним с той, у которой выполнены разрывы связок; фиг. 8, 9 соответствуют выполнению петлевого (фиг. 8) и щелевого (фиг. 9) вывода энергии в резонаторе, у одной из ламелей которого выполнены разрывы связок. Таким образом, заявляемое техническое решение отличается от ранее известных и конструктивно, и по существу, благодаря чему реализуется более эффективное подавление мешающих видов колебаний. Применение заявляемой конструкции будет особо эффективным в магнетронах, работающих на нагрузку с большим KCTU, в первую очередь - в магнетронах для микроволновых печей. Испытания изготовленных авторами экспериментальных образцов магнетронов с разрывами связок предложенного типа показали, что заявляемое техническое решение позволяет:
1. Понизить на 30 - 40% внесенную добротность без изменения предельного KCTU нагрузки и повысить за счет этого КПД магнетрона как благодаря увеличению контурного КПД, так и в ряде случаев электронного КПД. 2. Уменьшить диаметр катода и повысить за счет этого КПД магнетрона, сохраняя его работоспособность на нагрузку с предельным KCTU. 3. При равных прочих условиях повысить предельный KCTU, на который магнетрон может устойчиво работать при круговом изменении фазы нагрузки. 4. Увеличить значение анодного тока, при котором срывается генерация рабочего вида колебаний, что позволяет или выбрать рабочую точку с большим значением анодного тока (повысить выходную мощность), сохраняя запас по зоне токов и работоспособность магнетрона на нагрузку с предельным KCTU, или обеспечить требуемые параметры магнетрона при меньшем значении магнитной индукции. Источники информации. 1. Патент Великобритании 681422. Начало действия патента 27.02.48 г. (аналог). 2. Патент Великобритании 768564. Начало действия патента 9.04.54 г. (аналог). 3. Патент США 2829306. Начало действия патента 1.04.58 г. (аналог). 4. Патент США 3536953. Начало действия патента 14.09.68 г. (аналог). 5. Патент России 2014664. Начало действия 2.07.91 г. (аналог). 6. Патент ФРГ 1037023. Начало действия патента 12.10.53 г.(аналог). 7. Патент ФРГ 975447. Начало действия патента 4.10.50 г. (аналог). 8. Патент ФРГ 1297767. Начало действия патента 22.08.60 г. (прототип).
Класс H01J25/50 магнетроны, те приборы с магнитной системой, создающей магнитное поле, пересекающее электрическое поле
магнетрон с запускающими эмиттерами на концевых экранах катодных узлов - патент 2528982 (20.09.2014) | ![]() |
магнетрон - патент 2504041 (10.01.2014) | ![]() |
магнетрон с регулируемой мощностью - патент 2357318 (27.05.2009) | ![]() |
релятивистский магнетрон с внешними каналами связи резонаторов - патент 2337426 (27.10.2008) | ![]() |
магнетрон - патент 2334301 (20.09.2008) | ![]() |
генератор свч-колебаний - патент 2284608 (27.09.2006) | |
способ получения из гравитационного поля экологически чистой энергии - патент 2252335 (20.05.2005) | ![]() |
релятивистский магнетрон - патент 2228560 (10.05.2004) | |
магнетрон - патент 2218450 (10.12.2003) | |
релятивистский магнетрон - патент 2216066 (10.11.2003) |