Электронная лампа
Иллюстрации
Реферат
ЭЛЕКТРОННАЯ ШША, содержащая осесимметрично расположенные анод, катод и перфорированные управляющий и экранирующий электроды. а также фокусирующую магнитную систему , отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД и коэффициента усиления на высоких частотах, отверстия в управляющем электроде выполнены с размером, не превышамадам расстояния между катодом и упргшляющим электродом отверстия в экранирующем электроде выполнены с размёрш вдоль оси лампы, превышающим их размеры поперек оси лампы, а обргиценная к управляющему электроду часть экранирующего электрода кшолнена из ферромагнитного материала.
СОКИ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУЬЛИН
ЭСЮ H 01Х 21 18
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И АВТОРСИ0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
llO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3312582/18-21 (22) 06.06.81 (46) 15.08.83. Бюл.. В 30 (72) A.Ä.cóøêîâ, В.A.Neoc, В.A.Ôåäîров, H.Ñ.)lèáìàí и Г.И.Соколовская (53) 621.385.5(088.8) (56) 1. Патент СшА М 3917973, кл.313337, опублик. 1975.
2. Патент Франции 9 1424551, -кл. Н 01 Ю, 1966. (54)(57} ЭЛЕКТРОННАЯ ЛАМПА, содержащая осесимметрично расположенные анод, катод н перфорированные управляющий и экранирующий электроды, „„S0„„1035677 A а также фокусирующую магнитную систему, отличающаяся тем, что с целью повыаения КПД н коэффициента усиления на высоки» частотах, отверстия в управляющем электроде выполнены с размерам, не превышающим расстояния между катодом и управляющим электродом отверстия в экранирукицем электроде выполнены с размером вдоль оси лампы, превиаающнм их размеры поперек оси лампы, а обращенная к управляющему электроду часть экранирующего электрода выполнена из ферромагнитного материала.
1035677
Изобретение относится к электронному приборостроению, в частности к электронным лампам.
Известна электронная лампа с электростатическим управлением, содержащая анод, катод, мелкоструктурную управляющую сетку, поперечный размер элементов которой не превышает 0,5 мм, и экранирующую сетку(1 3.
Однако эта лампа при работе на высоких частотах имеет относительно низкий КПД не более (50-60%) вследствие, оседания части электронного потока на сетках и недостаточно высокого коэффициента использования лампы по анодному напряжению. 15
Известна также электронная лампа, содержащая осесимметрично расположенные анод, катод и перфорированные уп- . равляющий и экранирующий электроды, а также фокусирующую магнитную систе 20 му. Управляющий и экранирующий элект-.
,роды при этси выполнены крупнострук турными, элементы которых с поперечным размером не менее 1 мм совмещены а образуют продольные ще ж .Внешняя магнитная система обеспечивает фокусировку электронного потока на всем его протяжении от катода до анода. ,Известная лампа имеет высокий КПД ,(до 95% ), за счет ее применения в режимах, при которых коэффициент использования анодного напряжения .больше единицы, н высокий коэффициент усиления, реализуемый на низких частотах в схеме с общим катодом за счез малой величины тока управ- З5 ляющего электрода,2).
Однако вследствие резкой неоднородности электрического поля в прикатодной облас.ги, обусловленной щелевой конструкцией управляющего 40 электрода и наличием магнитного поля, электроды с различных участков катода имеют искривленные и сильно отличающиеся друг от друга траекто-, рии, что существенно увеличивает 45
„время их полета. Поэтому на более высоких частотах, свыше нескольких магагерц, пролетные явления при-, водят к снижению КПД до 30-20% и ниже, а также к снижению коэффициента усиления, что ограничивает область применения ламп с магнитной фокусировкой. Кроме того, выполнение экранирующего электрода стержневым или из пластин протяженностью менее расстояния между ними создает сильную электромагнитную связь между входными и выходным зазором лампы на высокнЪс частотах, что дополнительно снижает коэффициент усиления. 60
Цель изобретения - повышение,КПД и коэффициента усиления на высоких частотах.
Поставленная цель достигается тем,о что,.в электронной лампе,содержащей осесимметрично расположенные анод, катод и перфорированные управ- ляющий и экранирующий электроды, а также фокусирующую магнитную систему, отверстия ?,óïðàâëÿþùåì электроде выполнены с наименьшими размерами, не превышающими расстояния между катодом и управляющим электродом,. отверстия в экранирующем электроде выполнены с размером вдоль осй лампы, превышающим их размер поперек оси лампы, а обращенная к управляющему электроду часть экранирующего электрода выполнена из ферромагнитного материала.
Выполнение управляющего электрода мелкоструктурным в сочетании с фокусирующим магнитным полем только, в области экранирующего электрода -, анода при изготовлении части экранирующего электрода, обращенной к управляющему электроду, из ферромагнитного материала приводит к повышению КПД и коэффициента усиления на высоких частотах за счет снижения пролетных явлений в прика-. тодной области и улучшения управляемости при хорошем токопрохождении, что реализуется только прн ослаблении электромагнитной связи между входным и выходным зазорами лампы, обеспечиваемой путем выполнения экранирующего электрода с продольными каналами протяженностью не менее. их ширины.
На чертеже представлена электрон" ная лампа, разрез.
Лампа содержит вакуумную оболочку 1 и планарную систему электродов, торцевой оксидный катод 2 с нодогревателем 3, управляющий электрод 4 в виде диска 5 с отверстиями 6 диаметром 16 мм, к которому со стороны катодов 2 прикреплена мелкоструктурная сетка 7 из-проволоки. Диаметр проволок может составлять 0,1 мм, шаг 0,5 мм при коэффициенте заполнения 0,2 на расстоянии от катода
0,5 мм. Экранирующий электрод 8 состоит из двух частей 9 и 10 с совмеценными продольными каналами 11 (длина каналов может составлять 30 мм и примерно в 2 раза превышать их диаметр) . Часть 9 выполнена из ферромагнитного материала и имеет чашеобразную форму с боковыми цилиндрическими стенками 12, образующими часть оболочки 1. Отверстия 6 диска 5 и каналы 11 соосны. Часть
10, экранирующего электрода 8 выполнена из меди. Анод 13 также состо» ит из двух часте 14 и 15 с каналами 16, которые соосны с каналами 11 экранирующего электрода 8. Часть 15 анода 13 выполнена из стали, а часть 14 - из меди. Снаружи лампы в области экранирукщий электрод 8диод- 13 расположена катушка соленои1035677
Составитель А.Захаров
Техред О.йеце Корректор! И . Ватрушкина
Редактор К.Волощук
Заказ 5844/53 Тираж 703 . Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, X-35, Раушская раб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 да 17 с магнитопроводом 18,соединен=; .ным со стальными частями 9 и 15 эк- ранирующего электрода 8 и анода 13 соответственно. .1
Иелкоструктурная сетка,7 управ° ляющего .электрода 4,. расположенная на малом расстоянии от катода 2, соизмеримом с элементами структуры сетки 7;:,осуществляет эффек- ;-тивное управление электронным потоком при отсутствии магнитного поля в этой области, что упорядочивает траектории электронов и снижает пролетные явления на высоких частотах, обеспечивая повыпение ЕПД и коэффи.циент усиления лампы на высоких частотах. Экранировка прикатоднойобласти и всего промежутка между катодом 2 и экранирующим электродом 8 обеспечивается при заьапсании магнитного потока по магнитопроводу 18 через стальную часть 10 экранирующего электрода 8. Предварительное схожде-ние электронов в области между уп равляющим 4 и экранирующим. 8 электродами обеспечивается электростатическими линзами, образованными соосными отверстиями б диска 5 и каналами 11. Стальная часть 15 анода 13 экранирует его активную поверхность от магиитиого поля, что способствует равномерному высаживанию электронов на анод. ъ
При протяженности каналов 11 экранирующего электрода 8, превьиаающей, напрймер, в 2 раза их диаметр, эти каналы для электромагнитных колебаний высоких частот представляют собой запредельные волноводы, поэтому колебания в них интенсивно затухают, нри этом электрическая связь между входнык и выходщач зазорами лампы очень мала. Наличие. магнитного
5 поля в области экранирующего электрода 8 обеспечивает фокусировку электронных потоков в его каналах 11, и следовательно, .хорошее токопрохождение, что при малой электрической
10 связи. между входной и выходной цепями лампы способствует хорошей устойчивости ее работы иа высоких частотах при сохранении высокого коэффициента усиления и высокого КПД. Экрани15 рующий электрода может быть выполнен также из пластин; расположенных на расстоянии друг от друга, определяющем его продольные каналы, в виде щели. Только в случае, есЛи протяженность каналов не меньше ширины, достигается достаточная развязка по высокой частоте входного и выходного зазоров лампы, обеспечивающая стабиль- . ную ее работу на высоких частотах с высокими КПД.и коэффициентом уси25 ления; На практике ширина. элементов, составляющих мелкоструктурный управ,ляющий электрод, не должна превы сить 0,5 мм, так как при большей их ширине в реальных условиях. снижается
30 однородность электрического поля в прикатодиой области .и начинает сказываться пролетные явлйния на высоких частотах, снижающие положительный эффект.
З5 Предложенная электронная лампа имеет КПД до 70-80%, коэффициент усиления не менее 20 дБ на частотах свыше 200 МГц.