Лампа бегущей волны с магнитной периодической фокусирующей системой

Лампа бегущей волны с магнитной периодической фокусирующей системой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в лампах бегущей волны с магнитной периодической фокусирующей системой для улучшения токопрохождения и снижения трудоемкости юстировки магнитной системы. Сущность изобретения: в кольцевом магните, соседнем с магнитом с пазом, в котором размещен ввод энергии, выполняется паз такой же ширины. Магниты располагаются один относительно другого в соответствии с формулой изобретения. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s Н 01 J 25/587

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4835538/21 (22) 07.06.90 (46) 07.05.93. Бюл N. 17 (71) Саратовское научно-производственное объединение "Алмаз" (72) Г,А,Рехен, С,Н.Фильчагин, В,B.Õàïàëîâ и Г.Ю.Юдин (56) Jacquez А. 44GHz helix TWTS for satellite

communication sistems,//Ynt Electron, Dev.Mreting, San Francisco, Calif, Dec. 9 — 12, Tech. Dig, N 4, 1984, р,506-508, Dombro 1 . Ansboury М, DBS trasponder

techoiogy continues to nature and develope.—

//Microwave Systems, News, v,13, N. 9, р,98, 102-108 (прототип).

Изобретение относится к электронной технике, а конкретнее — к лампам бегущей волны (ЛБВ) типа О, в которых для формирования прОтяженных электронных потоков . используется магнитная периодическая фокусирующая система (МП Ф С).

Цель изобретения — улучшение токопрохождения и снижение трудоемкости юстировки магнитной системы .

Указанная цель достигается в ЛБВ с

МПФС, содержащей аксиально. намагниченные кольцевые магниты и магнит ввода энергии с пазом шириной h, в магните, расположенном за магнитом ввода энергии, также выполнен паз шириной h, а сам магнитустановлен относительно ввода энергии под углом р>, который определяется по фор. муле

„„5U„„1814104 А1 (54) ЛАМПА БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ С МАГНИТНОЙ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ФОКУСИРУЮЩЕЙ СИСТЕМОЙ (57) Использование: в лампах бегущей волны с магнитной периодической фокусирующей системой для улучшения токопрохождения и снижения трудоемкости юстировки магнитной системы. Сущность изобретения; в кольцевом магните. соседнем с магнитом с пазом, в котором размещен ввод энергии, выполняется паз такой же ширины. Магниты располагаются один относительно другого в соответствии с формулой изобретения. 4 ил. ро = 180 ЩГЛ2 *, (1)

2U где r/ — отношение заряда электрона к его массе, ц = 1,759 10 Кл/кг;

В0 — амплитуда магнитной индукции поля МПФС, Тл;

L — период МПФС, м;

0 — ускоряющее напряжение, В.

Заявляемое решение основано на изложенных ниже закономерностях движения электронного потока в поле МПФС.

Известно, что компенсация влияния поперечного поля (т.е. уменьшение максимальной величины отклонения потока от оси) может производиться в результате влияния на движение потока другого поперечного магнитного поля, соответствующим образом ориентированного по азимуту относительно первого, Источником такого по3

1814104 ж 1

Гл:Я (2) <о

pp= fо)(Й, о (3) перечного магнитного поля может быть другой магнит с пазом. Наиболее целесообразным местом его размещения в МПФС будет ячейка, непосредственно следующая за первой ячейкой с поперечным полем, т,к, расчеты, сделанные на основании известных исследований, показывают, что первый максимум отклонения электронного потока может приходиться уже на ячейку, непосредственно следующую за ячейкой с неоднородностью магнитного поля.

Угол р, определяющий взаимное азимутное расположение магнитов с пазами, определяется следующим образом. Известно, что траектория электрона при его движении в продольном магнитном поле с индукцией В представляет собой винтовую линию, проекция которой на плоскость, перпендикулярную направлению движения, описывается окружностью. При этом частота вращения электрона вокруг оси, называемая циклотронной частотой. определяется выражением где щ — угловая скорость вращения, а радиус вращения зависит от величины радиальной составляющей скорости на влете в магнитное поле.

При движении электронного потока в магнитном поле с ненулевой поперечной составляющей центр его описывает кривую, подобную, траектории отдельного электрона; а радиус кривой в плоскости, перпендикулярной направлению движения, будет определяться величиной поперечной составляющей магнитного поля. В результате движения из одной ячейки МПФС к последующей центр электронного пучка переместится в другую меридиональную плоскость,, которая будет составлять с первоначальной угол где tp — время движения пучка, Заменяя интегрирование по времени в (3) интегрированием по продольной координате в пределах от 0 до L/2 и, учитывая выражение для ж из (2), а также закон изменения продольного магнитного поля в

2л

МПФС (В = BpsiA — z). получим для рр

L выражения л М 20

V Во.L

Для исчисления в градусах выражение (4) сводится к (1). Таким образом, угол рр в соответствии с (1) определяет направление эффективного поперечного магнитного поля второго магнита с пазом. которое будет уменьшать отклонение электронного потока от оси пролетного канала, вызванное действием поперечного магнитного поля первого пазового магнита, На фиг.1 — 3 показана часть ЛБВ с

МПФС согласно заявленному конструктивному решению; на фиг.4 — изменение токопрохождения в зависимости от взаимного азимутного положения магнитов с пазами.

ЛБВ с МПФС (фиг.1,а) содержит магниты 1 и 2 с пазами, причем ввод энергии проходит через паз магнита i, Вследствие этого данный магнит не может поворачиваться вокруг оси прибора в отличие от следующего магнита 2, имеющего такой же паз, В азимутальном направлении магниты 1 и 2 сдвинуты на угол ро (фиг,2).

Предлагаемое устройство работает следующим образом, Электронный поток под действием поперечного магнитного поля в ячейке МПФС с вводом энергии начинает отклоняться от оси пролетного канала. двигаясь по спирали. В следующей ячейке МПФС искусственно созданное поперечное магнитное поле возвращает электронный поток на ось, так как его направление лежит в плоскости, проходящей через центр потока и ось пролетного канала.

Пример, Пазовый магнит для размещения ввода энергии был третьим магнитом

МПФС, Такой же по размерам паз был выполнен в четвертом магните.

На фиг,4 показано изменение токопрохождения в статическом (кривая 3) и динамическом (кривая 4) режимах работы при различных взаимных углах ориентации пазовых магнитов. Для сравнения показано токопрохождение в ".татическом (кривая 1) и динамическом (кривая 2) режимах работы той же лампы в случае, когда паз в четвертом магните отсутствует. Экспериментальное значение угла вычисленное по формуле (1): <ро = 151 (исходные значения для расчета: Во = 0,25 Тл; 1. = 0,013 м; 0 = 13400 В), Испытания аналогичных ламп в количестве более 30 шт. показали, что для всех ламп максимум токопрохождения наблюдается при углах уъ« в пределах

yb«< = pp0,15 ро, Разброс значений р «> на практике существует вследствие несоосности пушки относительно оси пролетного канала в пределах конструктивно-техноло1814104 гических допусков, Накладывание дополнительных магнитных шунтов при юстировке ламп, использующих предлагаемое устройство, также, как и без него, позволяет увеличить токопрохождение в обоих случаях 5 дополнительно на 1-1,5%, Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с прототипом повышение токопрохождения на 2 — 2,5% и снижение трудо- 10 ,емкости юстировки. выражающееся в уменьшении по крайней мере в 2 раза количества дополнительных магнитных шунтов для достижения максимального токопрохоЖдения. 15

Формула изобретения

Лампа бегущей волны с магнитной периодической фокусирующей системой, со.держащая аксиально-намагниченные 20 кольцевые магниты и магнит с пазом шириной h, в котором размещен ввод энергии, отл,и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения токопрохождения и упрощения юстировки магнитной системы, в кольцевом магните. соседнем с пазом магнита, выполнен паз шириной h, при этом угол между центрами пазов этих магнитов уЪ, град, выбирается из соотношения р. ВО ЯГл - - —

20 где у — отношение заряда электрона к его массе, g = 1,759 10 Кл/кг; . Во — амплитудное значение индукции поля магнитной периодической фокусирующей системы, Тл;

L — период магнитной периодической фокусирующей системы, м;

U — ускоряющее напряжение, В.

1814104

К)%

85

v++v у„а

Корректор Н, Кешеля

Редактор Л. Пигина

Заказ 1828 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Составитель Г. Рехен

Техред М.Моргентал