Магнитная периодическая фокусирующая система

Магнитная периодическая фокусирующая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

0 )

1 (61) Дополнительное и авт. сеид-ву (22) Заявлено 06.0426 (2 ) 2345625/18-25 с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл.

Н 01 23/08

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытнй (23) Приоритет

ОпУбликоввио 05,05.79. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 05.05.79 (53) УДК 621..385. .732.2 (088..8) (72) Авторы изобретения

Ю.А.Мельников и А.С.Кудрявцев (11) Заявитель (54) МАГНИТНАЯ ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ФОКУСИРУЮЩАЯ

СИСТЕМА

Изобретение относится к электронным приборам сверхвысоких частот

:(СВЧ), а точнее к устройствам для фокусировки в таких приборах протяженных электронных потоков периодическим магнитным -полем, создаваемым постоянными магнитами.

Одно иэ ОСновных направлений в совершенствовании электровакуумных

СВЧ-приборов типа О-миниатюризация приборов. Наибольшее снижение габаритов и веса прибора может быть - достигнуто за счет оптимизации магнитной фокусирующей системы прибора, составляющей до 75% era веса и опре деляющей его поперечные размеры.

Перспективно применение для фоку сировки магнитных периодических фоку.сирующих полей с третьей гармоникой в их распределении. однако периодичес-2О кие фокусирующие системы с третьей гармоникой в распределении фокусирующего магнитного поля не находят широкого распространения из-эа того, что не известны малогабаритные конструкции таких магнитных систем, в которых был бы высок процент по- . лезного использования магнитов.

Все известные варианты выполнения таких систем основаны на сильном шун-ЗО

2 тировании рабочих магнит аи .потоков постоянных магнитов дьаолнительными магнитномягкими деталяии, устанавливаемыми между магнитами и колбами электровакуумньпс прйборов $1) . Шунтирующие детали снижают полезное использование магнитов и приводят к резкому увеличению габаритов и веса магнитных систем.

Наиболее близкой к изобретению является магнитная периодическая фокусирующая ситсема, выполненная из серии собсных блоков, состоящих из последовательно установленных вдоль оси плоского перпендикуляр;ного оси системы магнитомягкого полюсного наконечника, аксиально намагниченного магнита, радиально намагнйченнсго магнита с кольцевым магнитомягким ltoJBocHEiM наконечником у его внутреннего полюса, аксйально намагниченного магнита и второго полюсного наконечника )2), В такой магнитной системе в тонком периоде невозможно получить маг-, нитное периодическое фокусирующее поле с третьей гармоникой в его распределении вдоль осевого канала (эта система предназначена для создания синусоидального по форме распределе661643 ния фокусирующего поля, близкого к гармоническому).

Кроме того, в известной магнитной " периодической фокусирующей системе сложно расположить волноводные выводы энергии электронного прибора„

Целью изобретения является повыше 8 ние эффективности использования магнитного поля за счет создания оптимальной периодической формы распределения фокусирующего поля вдоль оси системы при уменьшении ее веса 10 и габаритов °

Для достижения этой цели в маг-" нитной периодической фокусирующей системе, выполненной иэ серии соосных блоков, блоки установлены таким Я образом, что аксиально намагниченные магниты каждых двух соседних блоков обращены к плоским магнитомягким по люсным наконечнйкам разноименными магнитными полюсами. С целью повы- д0 шения уровня амплитудных значений фокусирующего,поля внутренний диаметр кольцевого полюсного"накойеч ника равен меньшему диаметру конической внутренней поверхности аксиально намагниченного магнита и его плоского полюсного накбнечникау имеющего форму плоского кольца.

Радиально ".намагниченный магнит внутренним полюсом может быть подключен ко всем полюсным наконечникам блока.

В одном иэ вариантов системы между . блоками могут быть выполнены зазоры, делящие пополам плоские полюсные наконечнйки.

На фиг.1 изображена предлагаемая система, продольный разрезу на фиг.2то же, вид с торцау на фиг.3 - вариант системы с конической внутренней поверхйЬстью аксиально намагниченного магнита, продольный разрез; 40 на фиг.4 — вариант системы с радиально намагниченным, магнитом, подключенным внутренним полюсом ко всем полюсным наконечникам-блока, продоль. ный разрез. 45

Простейший вариант магнитной пери- одической фокусирующей системы может быть собран из серии соосных блоков, состоящих из последовательно установ- ленных вплотную друг к другу (при отсчете вдоль оси системы) магнитомягкого полюсного наконечника 1; аксиально намагничеиного магнита 2 радиально намагниченного" магнита 3, дополненного у внутреннего полюса S кольцевым магнитномягким наконеч/ ником 4, с цейтром на оси системы, аксиально намагниченного магнита 5 и второго магнитомягкого плоского йолюсного наконечника б, аналогичного плоскому полюсному наконечнику 1. В системе для улучшения формы

;расйределейия фокусирующего поля в рабочем канале 7 (фиг.2) (улучшение фокусирующего действия системы), все упомянутые блоки соединены по 66 наружной поверхности с экраном 8 и повернуты друг к другу (при отсчете вдоль оси в плоскости симметрии снстемы) разноименными магнитными полюсами (указаны на всех фигурах букнами N и $).

При таком расположении полюсов блокон на всех полюсных наконечниках

1 и 6 будет нулевой магнитный потенциал, а ступица 9 этих наконечников выполненная в виде двух буртиков, окружающих центральное отверстие в наконечниках, служит экраном для неоднородностей магHHTOB и однонременно шунтирует часть потока между соседними (находящимися впереди и сзади ее) магнитомягкими кольцевыми наконечниками 4, на которые подана разность магнитных потенциалов соседних блоков. Благодаря плоской части наконечников 1 и 6 увеличивается магнитный потенциал приложенный к наконечникам 4, а. благодаря шунтирующему действию ступицы 9 наконечников 1 и б распределение магнитного поля в рабочем канале магнитной пери" одической фокусирующей системы приобретает дополнительные нечетные гармоники, наложенные на основную гармоническую составляющую .синусоидального распределения. Фокусирующее действие магнйтного периодического поля, имеющего нечетные гармоники в тонком периоде существенно эффективного действия только гармонического синусоидального магнитного поля. Соединение всех полюсных наконечников 1 и б экраном 8 позволяет выровнять уровень амплитудных значений магнитного поля вдоль всей магнитной системы.

Для повышения уровня амплитуд магнитного поля в экранированноф комбинированной магнитной периодической фокусирующей системе типа той, что описана выиуе, последняя может быть трансформирована в систему, приведенную на фиг.3. Цифрами 2-8 на фиг.3 показаны элементы магнитной системы, обозначенные и описанные выше. У системы (фиг.3) внутренний диаметр полюсного наконечника 4 радиально намагниченного магнита 3 равен меньшему внутреннему диаметру аксиально намагниченных магнитов 2 и 5, имеющих внутреннюю коническую поверхность 10. Кроме того, плоские полюсные наконечники 1 и б выполнены в виде гладких кольцевых дисков, имеющих прямоугольное продольное радиальное сечение. Чтобы уменьшить рассеяние магнитных потоков между соседними полюсными наконечниками 4, перемещающие их наконечники 1 и 6 имеют тот же внутренний диаметр, который в свою очередь, равен меньше-. му внутреннему диаметру аксиально намагниченных магнитов 2 и 5. За счет магнитных потоков, направлень61ь43 н1 х в рабочий канал 7 частями магнитов 2 и 5, прилегающими к наконечникам .1. и 6, в рабочем канале 7 формируется периодическое магнитное поле повышенной величины.

Для улучшения условий создания ,более эффективного (реверсивного) распределения магнитного периодического фокусирующего поля в экранированной комбинированной магнитной периодической фокусирующей системе целесообразно, чтобЫ радиально намагниченный магнит каждого блока внутренним полюсом касался всех полюсных наконечников блока, как показано на фиг.4.

Чтобы радиально намагниченный магнит 3 касался внутренним полюсом первого плоского 1, и второго плоского 6, а также центрального наконечника 4 у центра полюса радиально намагниченного магнита 3, последний должен иметь близкую к треугольной в продольном сечении (в плоскости симметрии системы) форму, причем меньший полюс радиально намагниченного магнита должен находиться в стороне, удаленной от оси системы. Аксиально намагниченные магниты 2 и 5 в этом случае имеют в сечении форму, близкую к прямоугольному треугольнику, обращенному прямым углом к экрану 8 системы и плоским полюсным наконечникам 1 и 6. Для исключения сильного шунтирования экраном 8 магнитных потоков магнитов 2 и 5| между экраном 8 и магнитами 2 и 5, предусмотрены воздушные зазоры 11.

Для увеличения магнитных потенциалов, приложенных к каждому наконечнику системы, и для выравнивания амплитудных (максимальных) значений магнитных полей вдоль рабочего канала, от экрана 8 напротив каждого блока отходят магнитопроводы 12, соединенные с не подключенными к наконечникам полюсами всех магнитов каждого блока.

Магнитная система, показанная на фиг.4, может выполняться. и на коль- . цевых магнитах, но предпочтительнее вариант на призматических магнитах .

Применение такой конструкции предпочтительнее для систем с протяженным периодом реверсивного магнитного поля.

Для снижения веса экранированной комбинированной магнитной периодической фокусирующей системы и улучшения осевой симметрии магнитного поля в ней между блоками системы целесообразно предусмотреть зазоры, делящие пополам плоские полюсные накойечники.

Описанная конструкция магнитной периодической фокусирующей системы позволяет обеспечить минимальные габариты и вес магнитной системы за счет выбора вида распределения магнитного периодического поля более

20 эффективного для фокусирования, чем традиционное гармоническое синусоидальное, а именно — реверсивного распределения и с третьей гармоникой в распределении периодического фокусирующего поля. Применение таких полей позволяет, во-первых, снизить общий уровень амплитуды необходимого для фокусировки магнитного поля (это, естественно, позволяет снизить вес, необходимый для создания такого поля магнитной системы), во-вторых, увеличить период эффективно действующего магнитного поля (это позволяет использовать Магниты ближе к точке максимального энергетического произведения материала магнитов и за счет этого снизить вес магнитной системы), в-третьих, повысить стабильность электронного потока (особенно в условиях высокочастотной расфокусировки), за счет чего увеличивается долговечность электронного прибора в целом.

Формула изобретения

1. Магнитная периодическая фокуси" рующая система, выполненная из соосных блоков, состоящих из последовательно установленных вдолы оси плоского перпендикулярного оси системы магнитомягкого полюсного наконечника, аксиально намагниченного магнита, радиально намагниченного магнита с кольцевый магнитомягким полюсным наконечником у его внутреннего полюса, аксиально намагниченного магнита и второго магнитомягкого плоского полюсного наконечника, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективйости использования магнитного:поля при уменьшении веса и габаритов, блоки в системе установлЕны таким образом, что аксиально намагниченные магниты каждых двух соседних блоков обращены к плоским магнитомягким полюсным наконечникам разноименными магнитными полюсами.

2. Система по п.l о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения уровня амплитудйых значений фокусирующего поля, внутренний диа.метр кольцевого полюсного наконечника равен меньшему диаметру конической внутренней поверхности аксиально намагниченнЬго магнита и его плоского полюсного наконечника, имеющего форму плоского кольца.

3. Система по п.„-l о т л и ч а ющ а я с я тем, что радиально.намагниченный магнит внутренним полюсом соединен со всеми полюсньяли наконечниками блока.

4. Система по п.п. 1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что между блокаb61643

Фиг. 2

Фиг 1

2 Х 6

2 Х

11 12

Составитель Л.Фролова

Редактор В Фельдман Техред N. Петко Козырек тор М. Пожо

Заказ 2494/57 Тираж 922 Подписное

ЦЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытия

113035 Иосква Ж-35 Разовская наб. д.4 5

Филиал ППП Патент,.г.ужгород, ул.Проектная,4 ми имеются зазоры, делящие пополам плоские полюсные наконечники.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мельников Ю.й. Постоянные магниты электровакуумных СВЧ приборов М., Сов.радио, 1967, с.134.

2. лвторское свидетельство СССР

Р 50b918, кл. Н 01 J 23/08, 1973.