Магнетрон

Магнетрон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

0 ll H c A 844

ИЗОБРЕТЕН И

9972

Союз Советскик

Соцмапистнчесинх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.06.77 (21) 2499088/1 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 05.12.79. Бюллетень М

Дата опубликования описания 07.12

25/50//

J 25/58/! х 23/32

ВоудяротввяяыМ комитет

СССР

N яеяям язобретений н открытия

621.385.

8,8) Л. М. Бузик, Н. Н. Галушко, В. В. Гаплевский и И. Q. Трутень (72) Авторы изобретения

Опытно-конструкторское бюро института радиофизики и электроники AH Украинской CCP (71) Заявитель (54) МАГНЕТРОН .

Изобретение относится к многорезонаторным магнетронам для коротковолноВор части СВЧ-диапазона, B частности K магнетронам, работаюшим на видах колебаний, отличных от и =О и и= K.

Известны магнетроны, в которых для повышения КПД и выходной мощности путем увеличения связи реэонаторной системы с нагрузкой энергия выводится из двух резонаторов (1) . В этих конструкциях коаксиальный выходной волновод связан с реэонаторной системой двумя симметричными шелями или петлями, расположенными в смежных резонаторах, колебания в которых противофазны. Су15 шественным условием в этом случае является работа магнетрона Н8 Ю -виде колебаний.

В мошном многсреэонаторном магнетроне непрерывного действия энергия выводится из ряда равностояших один от другого резонаторов по отдельным каналам (2) . Это целесообразно, когда

2 мощность колебаний нужно распределить между несколькими нагрузками.

В конструкции магнетрона с направленной связью изогнутый выходной волновод своей кольцевой частью, огибаюшей резонаторную систему магнетрона, связан с несколькими резонаторами. Фаза волны в волноводе должна быть согласована с фазой колебаний резонаторов, подключенных к волноводу Pj. &го условие исключает воэможность подключения смежных резонаторов и делает конструкцию громоздкой.

Ближайшим прототипом изобретения является магнетрон, содержаший равнореэонаторную колебательную систему, состояшую иэ чередуюшихся резонаторов двух групп - четных и нечетных, и выходной волновод, связанный с резонатором одной иэ групп P);

&ги магнетроны, в отличие от классических, работаюших íà 7i, -виде колебаний, используют — -вид колебаний, В з 669972 4 обладающий дублетной структурой. Это означает, что в резонаторной системе возможны два распределения высокочастотного поля, соответствую»цие двум составляющим частотного дублета. Раз5 деление резонаторов .колебательной системы на две группы чередующихся нечетных и четных резонаторов условно.

Для рабочего — -вида колебаний энер- (С2 гия каждой из составляющих дублета за- 10 пасена, главным образом, в соответствующей ей одной из групп резонаторов. Поэтому выходной волновод, подключенный к резонатору одной из групп, напримерь нечетному, оказывается связанным только с одной из состоящих дублета,что в значительной мере ограничивает полноту использования возможностей магнетронного генератора. равна сдвигу фазы между колебаниями нечетного и четного резонаторов, связанных этими ВолнОВОдами, Выходной и фазирующий Волноводы выполнены в виде параллельных прямоугольных волноводов, имеющих общую широкую стенку.

Выходной и фазируюший волноводы связаны со смежными резонаторами.

Ыа фиг. 1 изображен магнетрон, ра40 ботающий на " -виде колебаний первой

2 отрицательной пространственной гармоники; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Магнетрон содержит равнорезонаторную i колебательную систему 1, выходной вол45 новод 2, дополнительный волновод 3 и магнитную систему с полюсами 4, 5.

Выходной и дополнительный волноводы 2, 3 имеют общую широкую стенку 6

50 и через отверстия 7 и согласующие трансформаторы 8 связаны со смежными резонаторами колебательной системы 1, При работе магнетрона на -виде

2 колебаний возбуждаются электромагнитные колебания, являющиеся суперпозицией .обеих составляющих дублета, энергия одной из которых запас аетс я в не четных резонаторах, а другой — в четных. Вывод — (+m) t

55

Пель настоящего изобретения — повышение -коэффициента полезного действия и выходной мощности таких магнетронов путем осуществления связи высокочастотной нагрузки с обеими составляющими дублета.

Поставленная цель достигается введением в магнетрон дополнительного волновода, связанного с резонатором другой группы, причем выраженная и радианах разность электрических длин волноводов энергии из нечетного и четного резонаторов осуществляется через выходной 2 и дополнительный волноводы 3, включенные параллельно. Для обеспечения синфазности волноводных волн, приходящих в место их параллельного соединения, параметры волноводов взяты такими, что разность их электрических длин, выраженная в радианах

2 — ë равна сдвигу 0»азы между подключенными нечетным и четным резонаторами

I где L В и Ly — длины ВыхОднОГО и фа»рующего волноводов; jl и А»0- их волноводные длины волн; м — число резонаторов между подключенными к волноводам резонаторами по кратчайшему пути.

Таким образом, если в магнетроне с одним Выходн» м волноводом 2 высокочастотная нагрузка эффективно связана только с одной из составляющих дублета, то в предлагаемом магнетроне благодаря дополнительному волноводу 3 в нагрузку поступает сумма мощностей от обеих составлякяцих. Благодаря более полному использованию волновой энергии, запасаемой в резонаторной системе 1, повышается КПД магнетрона и, следовательно, его выходная мощность.

Если электрическая длина дополнительного волновода 3, например, меньше электрической длины выходного волновода 2, то для обеспечения условия фазировки фаза колебания четного подключенного резонатора должна отставать от фазы подключенного нечетного резонато-. ра. Это происходит в том случае, когда направление азимутального вращения волны рабочего вида колебаний резонаторной системы 1 совпадает с направлением поворота от нечетного подключенного резонатора к четному по кратчайшему пути. Направление же вращения электронного блока, которое должно совпадать с направлением вращения Обратной пространственной гармоники, будет противоположным. Ориентация магнитного поля, необходимая для такого направления вращения электронного блока, определяется в соответствии с правилом левой руки. В соответствии с этим правилом направление от северного магнитного полюса 4 к южному 5

5 6 должно совпадать с поступательным движением помещаемого по оси правого винта при вращении его головки от, дополнительного волновода 3 к выход, ному 2 по кратчайшему пути. При обратном направлении магнитного поля необходимая фазировка колебаний в волноводах 2, 3 не выполняется и мощность в нагрузку практически не поступает.

Выполнение выходного и фазируюшего волноводов 2, 3 в виде прямоугольных волноводов разного поперечного сечения, но одинаковой длины с обшей широкой стенкой 6 и подключение их к смежным резонаторам позволяет упростить конструкцию магнетрона и облегчить технологию. его изготовления.

Замена таким прибором известных конструкций магнетронов существенно улучшит характеристики соответствующей аппаратуры. формула изобретения

1. Магнетрон, содержащий равнорезонаторную колебательную систему, состоящую из чередующихся резонаторов друх групп — четных и нечетных, и выходной волновод, связанный с резочатором одной

69972 6 из групп, отличающийся теь я тем, что, с целью повышения КПД и выходной мощности, в него введен дополнительный волнавод, связанный с резонаторами другой группы, причем разность электрических длин обоих волноводов равна сдвигу фазы между колебаниями четного и нечетного резонаторов, связанных с ними.

1о 2. Магнетрон по и. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что основной и дополнительный волноводы выполнены в виде параллельно расположенных прямоугольных волноводов, имеющих общую стенку.

15 3. Магнетрон по пп. 1, 2, о т л ич а ю ш и и с я тем, что оба волновода связаны со смежными резонаторами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Патент США № 2817790, кл. 315-39.53, 10.09.57.

2. Патент ФРГ ¹ 1541931 кл. 21 g 13/16, 10.10.74.

3. Патент CIUA № 2481151, кл. 250-27.5, 26.09.50.

4. Трутень И. Ll. и др, Импульсные магнетроны миллиметрового диапазона волы в режиме пространственной гармоники, - "Украинский физический журнал т. 20, 1975, ¹ 7, с. 1170-1176.

ЦНИИПИ Заказ 7666/1 Тираж 923 Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4