Генератор свч-колебаний магнетронного типа

Полезная модель относится к электронной технике СВЧ и может быть использована в радиолокации, радионавигации, радиоуправлении, радиосвязи и в электротермической обработке. Технический результат заключается в создании генератора СВЧ колебаний магнетронного типа с высоким уровнем предельной выходной мощности, в сантиметровом и миллиметровом диапазоне длин волн. Генератор содержит анодный блок, выполненный в виде полого цилиндра с резонаторами в торце и катодный блок, который выполнен в виде кругового кольца. Рабочие поверхности катода анода равны между собой. Катод и анод, обращены друг к другу торцами и образуют кольцевое катодно-анодное пространство взаимодействия, в котором радиальное постоянное магнитное поле параллельно их плоскостям. 1ил.

Полезная модель относится к электронной технике и может быть использована в радиолокации, радионавигации, радиоуправлении, радиосвязи и в электротермической обработке.

Известны генераторы магнетронного типа - многорезонаторные магнетроны, содержащие резонаторную систему и катод, расположенные вдоль оси прибора (Лебедев И.В. Техника и приборы сверхвысоких частот. T.II, Электровакуумные приборы СВЧ, М.: Высшая школа», 1972, Переводчиков В.И., Шлифер Э.Л. «Обращенные электронные СВЧ - приборы М - и О - типов», Радиотехника, 3, 2006).

Катодный блок многорезонаторного магнетрона имеет цилиндрическую форму и расположен концентрично либо внутри цилиндрического анодного блока с многорезонаторной системой или снаружи (обращенный магнетрон), образуя цилиндрическое пространство взаимодействия в скрещенных постоянных электрическом и магнитном полях, в котором линии постоянного магнитного поля направлены параллельно оси прибора.

Наряду с достоинствами (высокий КПД, высокая выходная мощность) многорезонаторный магнетрон имеет и недостатки. Один из недостатков - это зависимость предельной генерируемой мощности от взаимного расположения катода и анода и соотношения их рабочих площадей. Предельные энергетические характеристики и прежде всего генерируемая мощность определяются площадью эмитирующей поверхности катода, которая в свою очередь определяется его радиусом. В случае размещения катодного блока внутри анодного блока отношение рабочих поверхностей катода и анода меньше единицы, а это значит, что прибор по уровню предельной выходной мощности ограничен значением радиуса катода. Если величина отношения рабочих площадей катода и анода больше единицы (катод снаружи анода), то может быть достигнута большая генерируемая мощность, но усложняется их конструкция особенно в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн.

Задача полезной модели - создание генератора СВЧ колебаний магнетронного типа с высоким уровнем предельной выходной мощности свободного от указанных недостатков.

Технический результат заключается в реализации такого генератора.

Поставленная задача достигается тем, что в генераторе магнетронного типа, содержащем многорезонаторный анодный блок и катодный блок, согласно полезной модели анодный блок выполнен в виде полого цилиндра с расположенными в торце резонаторами, катодный блок выполнен в виде полого цилиндра, торец которого имеет рабочую эмиссионную поверхность в виде кругового кольца, равную рабочей поверхности анода, при этом соосно расположенные катодный и анодный блоки обращены друг к другу торцами и образуют кольцевое катодно-анодное пространство взаимодействия, в котором радиальное магнитное поле параллельно плоскостям торцов анодного и катодного блоков.

Схема генератора СВЧ- колебаний магнетронного типа приведена на фигуре.

Прибор состоит из анодного блока 1 в виде полого цилиндра, содержащего замкнутую в кольцо систему резонаторов, и полого цилиндрического катодного блока 2, имеющего в торце рабочую поверхность в виде кругового кольца, равную поверхности торца анодного блока, и размещенного так, чтобы их центральные отверстия 3 совпадали и образовывали междуэлектродное кольцевое пространство взаимодействия 4 с радиальным постоянным магнитным полем, линии которого образуются магнитами с противоположными полюсами, расположенными в центральном отверстии и снаружи анодного блока.

Прибор работает следующим образом.

Электроны движутся в пространстве 4 между катодным блоком 2 и анодным блоком 1 в скрещенных постоянных электрическом поле и магнитном поле, которые обеспечивают азимутальный дрейф электронов внутри кольцевого пространства взаимодействия с одинаковой угловой скоростью. После возбуждения электронами в резонансной системе электрического СВЧ поля возникает вращающаяся «спицеобразная» структура электронного потока, отдающая свою энергию СВЧ полю.

Сопоставительный анализ показывает, что заявленное техническое решение отличается от известных генераторов СВЧ магнетронного типа, у которых цилиндрический анодный блок и цилиндрический катодный блок расположены концентрично и имеют разные по площади рабочие поверхности. Предложенная конструкция обладает следующими отличительными особенностями:

- резонаторы расположены в торце полого цилиндра анодного блока;

- эмиссионная поверхность катода расположена на торце катодного блока и представляет собой круговое кольцо;

- рабочая поверхность катода равна рабочей поверхности анода;

- торцы катодного и анодного блоков расположены параллельно и соосно друг к другу;

- рабочее пространство взаимодействия расположено между торцами анодного и катодного блоков и представляет собой круговое кольцевое пространство.

При таком конструктивном подходе изменена конфигурация магнитного поля.

При сравнении заявленного решения с другими техническими решениями в науке и технике, не обнаружены решения, обладающие сходными признаками. Поэтому данное техническое решение отвечает критерию «новизна».

Таким образом, предложен новый вид генератора СВЧ колебаний магнетронного типа. Заявляемый генератор благодаря отсутствию ограничений, накладываемых разными диаметрами катода и анода, позволяет повысить предельный уровень выходной мощности в сантиметровом и миллиметровом диапазоне длин волн по сравнению с известными конструкциями магнетронов, включая обращенные магнетроны.

Генератор СВЧ-колебаний магнетронного типа, содержащий анодный и катодный блоки, отличающийся тем, что анодный блок выполнен в виде полого цилиндра с расположенными в торце резонаторами, соосно расположенный катодный блок выполнен в виде полого цилиндра, торец которого имеет рабочую эмиссионную поверхность в виде кругового кольца, равную рабочей поверхности анодного блока, при этом блоки обращены друг к другу торцами и образуют кольцевое катодно-анодное пространство взаимодействия, в котором радиальное постоянное магнитное поле параллельно плоскостям торцов анодного и катодного блоков.