Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
МНОГОЛУЧЕВОЙ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЙ СВЧ-ПРИБОР О-ТИПА
МНОГОЛУЧЕВОЙ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЙ СВЧ-ПРИБОР О-ТИПА

МНОГОЛУЧЕВОЙ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЙ СВЧ-ПРИБОР О-ТИПА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в электровакуумных приборах СВЧ О-типа. Сущность изобретения: в многолучевом приборе с электродинамической системой, в которой пролетные каналы расположены в несколько рядов на концентрических цилиндрических поверхностях, центр каждого пролетного канала в выходном сечении смещен в азимутальном направлении относительно его центра во входном сечении на расстояние, задаваемое определенным соотношением. 4 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2069026
Класс(ы) патента: H01J23/00
Номер заявки: 4373319/07
Дата подачи заявки: 03.02.1988
Дата публикации: 10.11.1996
Заявитель(и): Научно-исследовательский институт "Титан"
Автор(ы): Алямовский И.В.
Патентообладатель(и): Алямовский Илья Владимирович
Описание изобретения: Изобретение относится к электровакуумным приборам О-типа, в частности к многолучевым клистронам и лампам бегущей волны.
Целью изобретения является повышение средней выходной мощности и долговечности за счет улучшения токопрохождения.
Конструкция прибора приведена на фиг. 1 4.
На фиг. 1 представлена схема расположения пролетных каналов прибора, O1O2 ось прибора, 1 каналы некоторого i-го ряда, 2 оси этих каналов, αi угол между осью прибора и осью канала i-го ряда, 3 каналы внутренних рядов, 4 оси этих каналов, Ri радиус, на котором расположены центры каналов i-го ряда, вектор индукции продольного внешнего фокусирующего поля, Δi смещение в азимутальном направлении центра пролетного канала в выходном сечении относительно центра во входном сечении.
На фиг. 2 показана силовая линия магнитного поля, создаваемая линейным током.
На фиг. 3 представлена проекция BΘ2m на азимутальное направление магнитной индукции , созданной током m-го канала, расположенного на расстоянии rm от q-го парциального потока. γm угол между радиусом Ri и прямой mq.
На фиг. 4 показан суммарный вектор магнитной индукции , т. е. векторная сумма внешнего продольного фокусирующего поля и азимутального поля , созданного парциальными электронными потоками. Токи, протекающие по каналам, внешним по отношению к рассматриваемому i-му, не влияют на величину азимутальной компоненты поля на радиусе Ri.
Устройство работает следующим образом.
За счет векторного сложения внешнего фокусирующего магнитного поля и собственного магнитного поля силовые линии магнитного поля становятся винтовыми линиями с углом закручивания ai.. Электроны каждого парциального потока движутся в этом поле, в среднем следуя силовым линиям. В результате оси парциальных потоков также приобретают вид винтовых линий с тем же углом закручивания, так что центр каждого потока в выходном сечении смещается в азимутальном направлении на величину Δi. Для снижения динамического токооседания оси парциальных каналов должны быть развернуты в пространстве на тот же угол αi, так что центр каждого парциального канала в выходном сечении смещен в азимутальном направлении на величину Δi относительно его центра во входном сечении.
Величина угла закручивания и линейного смещения в азимутальном направлении вычисляется из следующих соображений. Согласно закону Био-Савара-Лапласа магнитная индукция линейного тока J направлена азимутально (фиг. 2) и на расстоянии r от него равна:
(1)
Здесь сила тока J выражена в амперах, r в метрах, BΘ в тесла, магнитная проницаемость свободного пространства μo= 4π·10-7 Гн/м.
Азимутальная компонента поля BΘ в точке q (фиг. 3) на радиусе Ri складывается из поля BΘ1, созданного суммарным током пучков, размещенных внутри окружности радиуса Ri, и поля BΘ21, созданного током пучков, размещенных на радиусе Ri. При равенстве парциальных токов Jo и равномерном их распределении по окружностям каждого ряда с номером j<i с учетом (1) имеем:
(2)
где Nj число пучков в j-м ряде.
Индукция BΘ2 вычисляется суммированием азимутальных составляющих магнитных полей, создаваемых в точке q остальными парциальными токами i-го ряда каналов (фиг. 3):
(3)
(2) и (3) получаем суммарную азимутальную компоненту поля в точке:
(4)
Из отношения BΘ и Вz вычисляется угол закручивания
(5)
и линейное смещение Δi центра потока в азимутальном направлении на длине канала L:
(6)
Величины L и Ri должны быть выражены в одинаковых единицах, смещение Δi в метрах, Bz в тесла.
В формулу (6) введен поправочный коэффициент ki 0,8 -2,3.
Нижняя его граница меньше 1, потому что соотношение (1), а следовательно, (5) и (6) справедливы для линейного тока бесконечной длины, для конечной длины тока BΘ меньше на небольшую величину (менее 10%). Кроме того, угол закручивания должен выбираться с учетом дестабилизирующих факторов. Верхняя граница коэффициента ki определяется из конструктивных соображений. В устройствах со многими рядами каналов углы поворота ai в каждом ряду разные. Выполнение расстояния смещения Δi для каждого из рядов точно в соответствии с формулой (6) без поправочного коэффициента ki к несимметричному взаимному размещению каналов разных рядов в выходном сечении электродинамической системы по сравнению с его входным сечением.
Желательно, в ряде случаев, сохранить симметричное расположение выходных сечений, сделав его таким же, как входные. Определяющим здесь будет угол закрутки внешнего ряда каналов, поскольку он несет наибольший ток. Этим и объясняется выбор верхней границы для поправочного коэффициента ki, проведенный на основании анализа ряда реальных систем.
В случае применения реверсной фокусирующей системы, содержащей участки однонаправленного поля и короткие зоны равенства (изменения знака поля), расчет угла наклонов оси канала разводится по приведенной формуле в пределах каждого участка однородного поля с учетом его знака.
Техническая реализация предложенного решения для приборов, пролетные каналы которых содержат внутри электродинамической системы зазоры взаимодействия, как в клистронах или лампах бегущей волны на цепочке связанных резонаторов, может быть осуществлена, например, смещением прямолинейных каналов отдельных труб дрейфа относительно соседних согласно соотношению (6) (ступенчатая аппроксимация винтовой линии). 1
Формула изобретения: Многолучевой электровакуумный СВЧ-прибор О-типа, содержащий магнитную фокусирующую систему и электродинамическую систему с пролетными каналами, расположенными в несколько рядов на концентрических цилиндрических поверхностях, ось которых совпадает с направлением однородного фокусирующего магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения средней мощности и долговечности за счет улучшения токопрохождения, центр каждого пролетного канала в выходном сечении электродинамической системы смещен в азимутальном направлении относительно его центра во входном сечении на расстояние Δi согласно соотношению

где Ki коэффициент для i-го ряда, принимающий значения от 0,8 до 2,3;
L длина пролетного канала, м;
Iо ток парциального луча, А;
Bz индукция однородного фокусирующего магнитного поля, Тл;
Ri радиус цилиндрической поверхности, на которой располагаются оси каналов i-го ряда, м;
Nj, Ni число электронных лучей в j-м и i-м рядах соответственно.