Способ управления током автоэлектронного катода в свч-поле

Способ управления током автоэлектронного катода в свч-поле

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТОКОМ АВТОЭЛЕКТРОННрГО КАТОДА В СВЧПОЛЕ , включающий изменение напряжения на автоэлектронном катоде, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности тока и исключения излучения СВЧ-мощности изолированный автоэлектронный катод непрерывно облучают пучком электронов, причем ток облучения выбирают равным эмиссионному току. В 00 СП)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцИАлистичес1их

РЕСПУБЛИК,SU 1140186

4УР Н 01 1 1/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3619372/24-21 (22) 11.07.83 (46) 15.02.85. Бюл. № 6 (72) Б. В. Бехтев, В. А. Бойко, P. М Воронков и Ю. С. Павлов (53) 632.3.032.212.2 (088.8) (56) 1. Бондаренко Б. В. и др. Автоэлектронные катоды и приборы на их основе. — Обзоры по электронной технике. Сер. 4 «Электровакуумные и газоразрядные приборы», вып. 4, (814) . М., ЦНИИЭлектротехника, 1981, с. 46 — 49.

2. Шарбонье и др. Исследование природы и прикладных свойств холодной эмиссии на СВЧ. — Труды института инж. по электронике и радиоэлектронике (ТИИЭР), 1963, № 7, с. 969 — 1004 (прототип). (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТОКОМ

АВТОЭЛЕКТРОННОГО КАТОДА В СВЧПОЛЕ, включающий изменение напряжения на автоэлектронном катоде, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности тока и исключения излучения СВЧ-мощности изолированный автоэлектронный катод непрерывно облучают пучком электронов, причем ток облучения выбирают равным эмиссионному току.!

140186

Изобретение относится к электронной технике и,.в частности, предназначено для управления пучком электронов с автокатода в СВЧ-поле.

Известен способ управления потоком электронов с помощью сетки, которая располагается вблизи От острийного автокатода.

Способ заключается в подаче на управляющий сеточный электрод напряжения от вспомогательного источника напряжения, что позволяет путем изменения управляющего напряжения изменять ток автокатода (1).

Недостатком способа является дополнительная экранировка от СВьI-поля поверхностей острий автокатода сеткой. что приводит к уменьшению тока. Кроме этого, при рса,лиза ци H способа ввод управляющего сеточного папряжс«и» приводит к паразитной утечке CB -1-мощности из резонатора с автокятодом.

Известен также способ управления током автоэлектронкого катода, заключающийся в изменении напряжения на катоде, которое с помощью проводника подводится к катоду от внешнего источника напряжения. Способ основывается на одновременной подаче на автокатод, r oìåùåí«bré в объемный резонатор, СВЧ-напряжения и смещающего напряже««я. «вменением которого достигается регулировка тока катода. Сумма напряжения смещения Ь р и СВОI-составляющей

U

Недостатком способа является необходимость одновременного ввода в резонатор

СВЧ-напряжения и постоянного напряжения.

При подаче постоянного напряжения по проводнику происходит паразитная утечка СВЧмо«,11ости из резонатора. Для известного способа характерна также сложность стабилизации автоэмиссионного тока при его реализации. Для стабилизации автоэмиссиокпого тока требуются вспомогательные источники опорного питания, устройства сравнения и контрольный электрод, что усложняет схему.

Цель изобретения — повышение стабильности тока и исключение излучения СВЧмощности через катод.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управлений током автоэлектрокиого катода в СВЧ-поле, включающему изменение напряжения на автоэлектронном катоде, изолированный автоэлектронкый катод непрерывно облучают пучком электронов, причем ток облучения выбирают равным эмиссиокнаму току.

Предлагаемая операция облучения пучком электронов от вспомогательного источника электронов позволяет отказаться от

Операции подачи напряжения на автокатод

«о проводнику, что исключает излучение

1..БЧ-мощности из резонатора.

На чертеже приведена схема системы регулировки тока автоэлектронного источника для выполнения предлагаемого способа.

Схема состоит из источника 1 электронов автоэлектронного катода 2, размещенного в резонаторе 3 через изолятор 4.

В этой схеме пучок электронов от стороннего источника высаживается со стороны противоположной острийной поверхности автоэлектронного катода 2, и поглощается в нем. В результате этого, потенциал автоэлектронного катода относительно анода (резонатора 3) увеличивается до тех пор. пока ток с острия автоэлектронного катода 2 не станет равным току пучка электронов от стороннего источника.

Подача управляющего напряжения с помощью пучка электронов через запредельное отверстие в резонаторе полностью исключает излучение из резонатора.

При использовании этого способа наблюдается стабилизирующее воздействие тока электронов от внешнего источника на ток автокатода. Стабильность тока электронов с термокатода определяется стабильностью ускоряющего напряжения и напряжения накала катода, т. е. термоэлектронная пушка обеспечивает практически любое требуемое значение стабильности тока электронов во времени.

Однако ток автокатода подвержен значительному дестабилизирующему воздейст30 вию. Основные причины нестабильности тока автокатода связаны с тем, что ток зависит от напряжения питания и работы выхода материала эмит. ра. Так, изменение напряжения и работы выхода на 1Р/р приводит к изменению тока на 10 и 15 /o соответст35 вен но

В данном случае ток с автокатода должен быть равен току с термоэлектронной пушки, поскольку любое уменьшение тока автокатода нарушает баланс токов и потенциал автокатода меняется до тех пор, пока равенство токов не восстанавливается.

Для того, чтобы оценить время, необходимое на восстановление тока автокатода после его мгновенного изменения (по какойлибо причине) на 10 /р, вычисляется емкость автокатода.

Параметры для проведения расчета:

Площадь автокатода 1 см2

Величина зазора катод—

50 1НОД 2 мм

Ускоряющее напряжение 50 кВ

Ток автоэлектронного катода 1 А

Емкость автокатода оценивается по формуле для плоского конденсатора и получен55 ное значение удваивается с тем, чтобы с запасом учесть емкость автокатода относительно резонатора

C„=Hî S/d, 1140186

Составитель Г. Кудинцева

Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Тираж 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПГ1П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Алексеенко

Заказ 66/41 где Ео — электрическая постоянная;

Š— диэлектрическая пь:.«; цаемость изолятора автокатода;

3 — площадь автокатода;

d — длина ускоряющего зазора резонатора.

При уменьшении тока автокатода на

10п/о автокатод начинает заряжаться током

0,1 А, поскольку ток термоэлектронной пушки остался без изменения.

Для восстановления тока 1А необходимо увеличение напряжения на 1О/0, т. е. на 500В, Так как по мере роста потенциала автокатода ток с него растет, можно считать, что среднее значение разности тока автокатода и термокатода за время восстановления составляет половину максимального значения, т. е. I=0,05 А.

Время увеличения потенциала автокатода на U =5008 определяется по формуле

t С U/I и при данных начальных условиях равно 8,85 нс. Это показывает возможность стабилизации.автоэмиссионного тока за время в несколько наносекунд.

Преимущество предлагаемого способа по сравнению с существующими заключается в том, что потенциал автоэлектронного катода создается пучком электронов. В этом случае любое изменение тока от стороннего источника приводит к изменению потенциала автоэлектронного катода, что восстанавливает равенство тока от стороннего источника и тока с автоэлектронного катода.

Таким образом, изменение микроструктуры острия автоэлектронного катода при его срабатывании в течение срока службы приводит к изменению напряжения на автоэлектронном катоде, а ток остается без изменения если не изменяется ток от стороннето источника, т. е. имеет место стабилизация тока автоэлектронного катода.

Создание управляющего потенциала с по мощью пучка электронов позволяет управлять током автоэлектронного катода, работающего в СВЧ-поле. Пучок электронов

15 проходит через запредельный волновод на автоэлектронный катод и управляет током с катода. но излучение из реЗонатора при этом исключается.

Преимущество способа заключается в

20 отсутствии излучения СВЧ-мощности из резонатора благодаря исключению подводящего проводника, по которому подводится управляющий сигнал. Изменение напряжения происходит путем высаживания вспомогательного электронного пучка на изолиро25 ванный автокатод через запредельное отверстие в резонаторе, что исключает излучение СВЧ-мощности.