DE2123577A1

DE2123577A1 - Magnetron

Info

Publication number: DE2123577A1
Application number: DE19712123577
Authority: DE
Inventors: Tomokatsu; Nakada Kusuo; Mobara Oburo (Japan). MP
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1970-05-13
Filing date: 1971-05-12
Publication date: 1972-02-17
Also published as: DE2123577B2; GB1316031A; JPS5116219Y1; FR2095005A5; SE363927B; DE2123577C3; US3716750A

Description

Beschreibung

zu der Patent- und Gebrauchsmuster-Hilfsanmeldung

der Firma Hitachi Limited 1-5-1, Marunouchi

Chiyoda-ku Tokyo / Japan

betreffend

Magnetron (Priorität:. 13. Mai 1970, Japan, Wr. 46034)

Die Erfindung betrifft ein Magnetron, insbesondere ein solches mit Permanentmagneten.

Ein bekanntesMagnetron dieses Typs umfaßt gewöhnlich eine Magnetronröhre, ein Paar von Permanentmagneten, die zu entgegengesetzten Seiten und in einer die Längsachse der Magnetröhre enthaltenden Ebene.angeordnet sind, sowie Joche, die die Polflächen der Magnete miteinander verbinden, um der Magnetronröhre· ein intensives Magnetfeld zuzuführen. Bei der Konstruktion der Permanentmagnete zu ihrem Zweck, der Magnetronröhre ein Feld bestimmter Intensität zu erteilen, muß die Größe des durch die Joche verlaufenden Streuflusses berücksichtigt werden. Um großen Streufluß zu kompensieren, ist es nötig, die Querschnittfläche der Permanentmagnete zu erhöhen, was schwere und platzraubende Magnete erforderlich macht. Um dagegen kleine Magnete ein- , setzen zu können, die der Magnetronröhre ein Feld bestimmter

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Stärke mit kleinem Streufluß zuführen, müssen die Magnete so dicht wie möglich an der Magnetronröhre angeordnet werden. "'-■-.■ :

Es ist ferner bekannt, daß die Magnetronröhre beim Betrieb große Wärmemengen erzeugt. Derartige große Wärmemengen .verschlechtern nicht nur das Vakuum in der Magnetronröhre sondern'beeinträchtigen auch die magnetischen Eigenschaften der in der Nähe der Röhre angeordneten Permanentmagnete. Irisbesondere dann, wenn die Permanentmagnete gesinterte Ferriimagnete umfassen, tritt eine derart starke Verschlechterung fe ihrer magnetischen Eigenschaften auf, daß die Arbeitscharakteristik des Magnetrons beeinflußt wird. Aus diesem Grund ist es üblich, die Magnetronröhre mit einer Einrich-" tung zur Wärmeableitung zu umgeben, um die während des Betriebs erzeugte Wärme wirksam abzuleiten. Die dichte Anordnung der Permanentmagnete an der Magnetronröhre macht es jedoch unmöglich, die Wärmeableit-Einrichtung in dem Bereich vorzusehen, in dem die Magnete anzuordnen sind; daher ist die Konstruktion der Wärmeableit-Einrichtung Beschränkungen unterworfen, die die Wirksamkeit der Wärmeableitung reduzieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues und P verbessertes Magnetron mit Permanentmagneten zu schaffen, das so gebaut ist, daß eine dichte Anordnung der Permanentmagnete an der Magnetronröhre die Wirksamkeit der Wärmeableitung nicht beeinträchtigt. Dabei soll die Magnetronröhre in einem einen Permanentmagnet und ein Joch enthaltenden Magnetkreis angeordnet sein, ohne den Streufluß zu erhöhen. Insbesondere soll ein kleiner Permanentmagnet verwendet werden, der jedoch in der Lage ist, an die Magnetröhre ein Feld gewünschter Intensität anzulegen. Außerdem soll das Magnetron geringe Abmessungen und geringes Gewicht aufweisen und eine wirksame Wärmeableitung vermitteln.

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Bei dem erfindungsgemäßen Magnetron, das eine Magnetronröhre, eine Permanentmagnet-Anordnung mit einem Paar von an entgegengesetzten Seiten der Magnetronröhre, angeordneten Polschuhen zur Zuführung eines Magnetflusses durch die Magnetronröhre sowie mit einer die Magnetronröhre und mindestens einen Teil der Magnete umgebenden Kühleinrichtung umfaßt, wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Breite der inneren Enden der Polschuhe sich in Richtung auf die Magnetronröhre allmählich vermindert und somit konische Seitenflächen aufweist. Bine solche Bauart vermindert nicht nur den Streufluß,, sondern stellt auch eine geeignete Kühlung sowohl der Magnetronröhre als auch der Permanentmagnet-Anordnung sicher.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen; darin zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Magnetrons;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Magnetron längs der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Magnetronröhre und dem Permanentmagneten nach der erfindungsgemäßen Bauweise;

Fig. 4 und 5 schematische Darstellungen zur Erläuterung, der Beziehung zwischen den Querschnitts-Konfigurationen der Magnetronröhre und des Permanentmagneten; sowie

Fig* 6 einen Querschnitt durch eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung.

In der in Fig. 1 und 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform weist ein erfindungsgemäßes Magnetron als Wärmeäbleit-Einrichtung für die Magnetronröhre radiale Rippen auf.

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Das gezeigte Magnetron umfaßt eine evakuierte Magnetronröhre oder einen Magnetronkolben 1, einen Einführungsisolator 2 aus beispielsweise Keramik oder Glas für eine Ausgangs-Anschlußleitung 3, Permanentmagnete 4 und 5, deren Polflächen 'durch magnetische Joche 6 und 7 verbunden sind, Wärmeableit- oder Kühlrippen 8, die radial von der Längsachse der Magnetronröhre 1 verlaufen, sowie eine Rohrleitung 9, die Kühlluft über die Oberfläche der Kühlrippen leitet. Bei einem Magnetron der soeben beschriebenen Bauform strömt die Kühlluft in Axialrichtung der Röhre 1. Die in Fig. gezeigte Seitenansicht ist von der eines konventionellen Magnetrons nicht verschieden.

Der Querschnitt nach Fig. 2 zeigt jedoch klar die neuartige Beziehung zwischen Magnetronröhre 1 und den Permanentmagneten 4, 5. Nach Fig. 2 umfaßt die Magnetronröhre 1 eine Kathode 11 und eine zu der Kathode konzentrische . Anode 12, die mehrere auf die Kathode zu hervorstehende und mehrere Hohlräume bildende Stege 13 aufweist. Zwischen der Kathode 11 und den Anodenstegen 13 besteht ein zylindrischer Raum 14, in dem das von dem Fluß durch die beiden Permanentmagnete 4, 5 unidie Joche 6, 7 erzeugte Magnetfeld mi,t dem von der Kathode 11 zu den Anodenstegen 13 fließenden Elektronenstrom zusammenwirkt. Dieser Aufbau der Magnetronröhre 1 ist bekannt. .

Erfindungsgemäß sind die Permanentmagnete 4 und 5 an den entgegengesetzten Seiten der Magnetronröhre 1 in einer die Längsachse der Röhre enthaltenden Ebene so dicht wie möglich an der Röhre angeordnet. Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Breite der inneren Seitenwände 41 und 51 der Permanentmagnete, die der Mantelwand der Magnetronröhre 1 gegenüber stehen, am kleinsten ist und nach außen hin allmählich zunimmt, und daß die Richtungen der konischen Flächen 42 und 52 im wesentlichen mit denen der radialen Kühlrippen 8 zusammenfällt.

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Die Beziehung zwischen der Magnetronröhre 1 und den Permanentmagneten 4, 5 wird aus Fig. 3 genauer verständlich. Der Permanentmagnet -4 der in Fig. 2 gezeigten Konfiguration sei durch einen Permanentmagnet gebildet, dessen Querschnitt durch ein Rechteck 43 gezeichnet werden kann, dessen innere Ecken längs der vom Zentrum 0 der Magnetronröhre 1 radial nach außen verlaufenden Geraden 1-j und Ip weggeschnitten sind. Die Stärke des von dem Permanentmagnet 4 mit derartigen konischen Schnitten erzeugten Flusses reicht für den wirksamen Betrieb des Magnetrons aus. Ein solcher Permanentmagnet mit konischen Abschnitten ist äquivalent mit einem Permanentmagnetblbck 44, der die gleiche axiale Länge, die gleiche Längsschnittfläche und die durch die strichpunktierten Linien angegebene Breite aufweist. Bestehen der Magnet 4 urrLder äquivalente Magnetblock 44 aus dem gleichen Material, so erzeugen sie den gleichen Magnetfluß und führen daher der Magnetronröhre Magnetfelder gleicher Intensität zu. Im Falle des Magneten mit konischen Abschnitten ist es möglich, die Wärmeableit-Mittel in Bereichen rechts bzw. links von den Radiallinien I^ und Ip vorzusehen, während die Bereiche, in denen die Wärmeableit-Mittel angeordnet werdei können, im Falle des äquivalenten rechteckigen Magnetblocks 44 von den Ecken 45 des Magneten begrenzt sind oder, anders ausgedrückt, rechts bzw. links der durch die Ecken 45 verlaufenden Radiallinien 1* und I^ liegen. In dem in Fig. 3 gezeigten Fall beträgt das Verhältnis des Winkels A zwischen der Linie 1,· und der Senkrechten durch das Zentrum 0 des Magnetrons einerseits und dem Winkel B zwischen der Linie 1~ und der Senkrechten andererseits gleich 1,4, was eine entsprechende Steigerung der Wärmeableitung bedeutet.

Fig. 4 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung, bei der der Permanentmagnet 4 durch Abschneiden von Teilen eines zylindrischen Blocks längs der Radiallinien I^ und l^_f die somit konische Seitenflächen vermitteln, gebildet ist.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel

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ist der Permanentmagnet 4 durch Beschneiden eines Ringes aus magnetischem Material längs der Radiallinien I₁ und I₂ gebildet.

In jedem Fall kann der Permanentmagnetblock jede gewünschte Querschnittsform haben, bevor er zu dem Permanentmagnet 4 längs der durch das Zentrum 0 der Magnetronröhre verlaufenden Radiallinien geschnitten wird; beispielsweise kann er auch oval sein.

Da, wie oben beschrieben, die Permanentmagnete erfindungsfc gemäJß so dicht wie möglich an der Magnetronröhre angeordnet sind, um den von den Permanentmagneten durch die Joche verlaufenden Streufluß zu reduzieren, ist es möglich, die Permanentmagnete in ihren Abmessungen durch einen der Reduzierung des Streuflusses entsprechenden Betrag zu vermindern. Die konischen inneren Enden der Magnet-Polschuhe vermildern die durch die dichte Anordnung der Magnete an der Magnetronröhre verursachte Beschränkung der Bereiche, in denen die Wärmeableit-Einrichtung angeordnet werden kann, wodurch die hohe Wirksamkeit der Wärmeableitung früherer Bäuformen mit abgerückten Magneten beibehalten werden kann. ■ - -

W In den vorstehenden Ausführungsformen ist die Erfindung bei Magnetrons angewendet, bei denen die Wärmeableit-Einrichtung Radialrippen umfaßt und die Kühlluft in Axialrichtung der Magnetronröhre strömt; die Erfindung beschränkt sich jedoch keineswegs.auf diesen speziellen Magnetrontyp. Beispielsweise kann auch eine Vielzahl von in Axialrichtung versetzten parallelen, flachen Kühlrippen 10 rechtwinklig zur Längsachse der Magnetronröhre angeordnet sein, um die Kühlluft zwischen den Rippen hindurchzuführen, wie dies in Fig, 6 angedeutet ist.

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Claims

Ansprüche -

( IiMagnetron mit einer Magnetronröhre, einem Paar von auf entgegengesetzten Seiten der Magnetronröhre in einer die Längsachse der Röhre enthaltenden Ebene angeordneten Permanentmagneten, einem die Polflächen der Permanentmagnete verbindenden magnetischen Joch zur Zuführung eines Magnete feldes an die Magnetronröhre sowie einer die Magnetronröhre und mindestens einen Teil der Permanentmagnete umgebenden Kühleinrichtung, dadurch gekenn zeich net, daß die Permanentmagnete (4, 5) dicht an der Magnetronröhre (1) angeordnet sind und ihre Breite auf die Magnetronröhre unter Bildung konischer Seitenflächen (42, 52) allmählich abnimmt.
2. Magnetron nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konischen Seitenflächen (42, 52), in Radialrichtung bezüglich der Achse der Magnetronröhre (1) verlaufen.
3. Magnetron nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung eine Vielzahl von Kühlrippen (8) umfaßt, die in Radialrichtung bezüglich der Magnetronröhre (1) verlaufen.

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4. Magnetron nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung eine Vielzahl Iron in Abstand voneinander, parallel angeordneten flachen Rippen (10) umfaßt, im wesentlichen rechtwinklig zur Achse der Magnetronröhre (1) angeordnet sind.
5. Magnetron anch einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die der Magnetronröhre (1) gegenüberstehenden inneren Stirnwände (41, 51) der Permanentmagnete (4, 5) flach, konvex oder konkav sind.
6. Magnetron nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (4, 5) die Form von Magnetblöcken mit rechteckigem, kreisförmigem oder ringförmigem Querschnitt haben, die längs durch die Achse der Magnetronröhre (1) verlaufenden Radiallinien (1^, I₂) abgeschnitten sind.

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