Высокочастотная электронная пушка

Высокочастотная электронная пушка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<» 713510

А ах 1>+

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП И АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02. 07. 76 (21) 2378858/18 — 25 (51)M. Кл

Н 05 Н 7/00 с присоединением заявки .%

Гваударстввиимй комитет (23) Приоритет ло делам иааоретеиий и открытий

Опубликовано 15.07.81. Бюллетень № 26 (53) уд 1(621 384 . 6 (088. 8) Дата опубликования описания 1 7 . 07 . 8 1 (72) Авторы изобретения

В.Л. Ауслендер, В. А. Поляков и Г. И. Кузнецов

Институт ядерной физики СО АН СССР (7I) Заявитель (54) ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ПУШКА

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к устройствам инжекции электронов в высокочастотные ускорители.

Известны устройства для получения коротких сгустков в высокочастотных ускорителях (1).

В резонатор вводятся предварительно ускоренные электроны.. После резонатора они группируются в сгуст l0 ки в пролетном пространстве. В этом случае велики потери частиц, значителен энергетический разброс.

Электроны с катода вытягиваются электрическим полем резонатора и толь 15 ко одним полупериодом в/ч напряжения, т ° е. можно сразу получить сгустки электронов. Недостатками такого устройства являются большой энергетический разброс, наличие потока обратных электронов после смены полярности в/ч напряжения. Обратные электроны магнитным полем резонатора фокусируются в тонкий пучок и при достаточной мощности прожигают катод, или уменьшают срок его службы.

Энергетический разброс можно уменьшить, поместив сетку между катодом и полостью резонатора и подавая смещение на катод. Зто же уменьшает и количество обрат ых электронов.

Известна трехэлектродная электронная пушка для клистрона, состоящая из резонатора с высокочастотным вводом накаливаемого катода, держатель которого укреплен при помощи изолятора на стенке резонатора, сетки, расположенной на стенке резонатора против катода (21 . Ha катод подается постоянное смещение, т.е. задается угог. отсечки тока с катода.

Так как потенциал сетки отрицателен по отношению к катоду, сеточные токи отсутствуют.

В этой пушке повышение тока с ка— тода требует уменьшения напряжения смещения на катоде, но при этом появляются обратные электроны. Умень20

3 71351 шение энергетического разброса тре- .: бует противоположного.

Цель изобретения — увеличение тока с катода.

Это достигается тем, что держатель катода заземлен через индук5 тивность и резистор, при этом на держателе катода через изолятор укреплен электрод, соединенный резисторами со стенкой резонатора.

На фиг. 1 показана предлагаемая пушка, общий вид; на фиг. 2 — форма основных напряжений и тока.

Предлагаемая высокочастотная электронная пушка состоит из резонатора

1 с в/ч входом 2; катода 3, укрепленного на держателе 4 катода; сетки

5, размещенной на стенке резонатора против катода; подогревателя 6 катода. Держатель 4 катода изолирован от стенки резона."ора изолятором 7; держатель 4 катода, изолятор 8 пластина 9 образуют конденсатор, один электрод которого — пластина 9 — соединен со стенкой резонатора резисто25 рами 10, другой — держатель 4 катодасоединен через индуктивность 11 и резистор 12 с землей. Индуктивность 11 сделана из коаксиального кабеля, по внутреннему проводу которого пропу30 щен накал; ускоренные электроны выводятся из резонатора через диафрагму 13.

В этой конструкции реализуется возможность не постоянного напряжения

35 смещения на катоде.

Высокочастотная электронная пушка работает следующим образом.

На катоде 3 поддерживается постоянное напряжение смещения 0< цепоч40 кой автоматического смещения, образованной емкостью на изоляторе 8, индуктивностью !l и резистором 12.

Ток с катода (фиг. 2) начинается когда напряжение DU -станет равным

Р 45 напряжению смещения U, где 00Р— действующее на катод напряжение резонатора:

D — проницаемость сетки; 0 " мгновенное значение напряжения на резонаторе. Заряд, унесенный пучком с катода, 1 50 заряжает емкость катод до напряжения U которое складывается с напряжением 0 Когда напряжение 0„ + 0 станет вновь равным DUp, ток с катода прекратится и емкость катода раз55

0 4 рядится через резистор 10 и емкость на изоляторе 8. К следующему ускоряющему полупериоду в .ч. колебаний в резонаторе напряжение смещения на катоде вновь равно U1 . Напряжение Ц, поддерживается резистором 12.

В данном случае начало тока с катода приходится на меньшее мгновей ное значение напряжения на резонаторе, чем его конец, но пролетное время позволяет набрать электронам достаточную энергию. Прекращение тока при большом напряжении дает возможность всем электронам покинуть резонатор, т.е. отсутствуют обратные электроны.

Понижение среднего напряжения смещения на катоде повышает ток пушки.

Смещение точек отсечки тока с катода позволило избавиться от обратных электронов и получить ширину спектра электронов на выходе резонатора 50 кэв на уровне 1,5 Мэв, т.е. 3,5 . В резонаторе без смещения точек отсечки ширина спектра равна

30% при одинаковом среднем токе на выходе и обратные электроны разрушают катод, не позволяя получить требуемую мощность. формула изобретения

Высокочастотная электронная пушка, включающая резонатор с высокочастотным вводом, накаливаемый катод, держатель катода, укрепленный при помощи изолятора на стенки резонатора, и сетку, расположенную на стенке резонатора против катода, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения тока с катода, держатель катода заземлен через индуктивность и резистор, при этом на держателе катода через изолятор укреплен электрод, соединенный резисторами со стенкой резонатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вальднер О.А., Власов А. Д. и Шальнов А.В. Линейные ускорители. -М.: Атомиздат, 1969.

2. Патент США Р 2813997, кл . 3!5-5, 46, опублик. 1970.