RU2560925C2 - Магнетрон - Google Patents
Магнетрон Download PDFInfo
- Publication number
- RU2560925C2 RU2560925C2 RU2012145475/07A RU2012145475A RU2560925C2 RU 2560925 C2 RU2560925 C2 RU 2560925C2 RU 2012145475/07 A RU2012145475/07 A RU 2012145475/07A RU 2012145475 A RU2012145475 A RU 2012145475A RU 2560925 C2 RU2560925 C2 RU 2560925C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron alloy
- bushings
- cathode
- frequency
- magnetron
- Prior art date
Links
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 7
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/02—Electrodes; Magnetic control means; Screens
- H01J23/04—Cathodes
- H01J23/05—Cathodes having a cylindrical emissive surface, e.g. cathodes for magnetrons
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/14—Leading-in arrangements; Seals therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/34—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the tube and not otherwise provided for
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J25/50—Magnetrons, i.e. tubes with a magnet system producing an H-field crossing the E-field
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J25/50—Magnetrons, i.e. tubes with a magnet system producing an H-field crossing the E-field
- H01J25/52—Magnetrons, i.e. tubes with a magnet system producing an H-field crossing the E-field with an electron space having a shape that does not prevent any electron from moving completely around the cathode or guide electrode
- H01J25/58—Magnetrons, i.e. tubes with a magnet system producing an H-field crossing the E-field with an electron space having a shape that does not prevent any electron from moving completely around the cathode or guide electrode having a number of resonators; having a composite resonator, e.g. a helix
- H01J25/587—Multi-cavity magnetrons
Landscapes
- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
- Microwave Tubes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электронной техники. Магнетрон имеет анод (1) и катод, обозначенный в целом ссылочной позицией (2), причем катод включает в себя две части, сочлененные втулками (11, 12) из сплава железа, разделенными втулкой (13) из изоляционного материала, причем втулки из сплава железа выполнены с возможностью присоединения к противоположным полюсам источника (14) питания для нагревания катода. Для нагревания катода используется высокочастотный источник питания меньшего объема и втулки из сплава железа, имеющие поверхностное покрытие из проводящего материала. Токи, наведенные магнитным полем, создаваемым высокочастотными токами источника питания, по большей части заключены в проводящем покрытии вследствие скин-эффекта, устраняя нагревание и потери в самом железном сплаве, которые могли бы иметь место в других случаях. Технический результат - снижение потерь мощности.10 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к магнетронам.
Как показано на фиг.1 сопроводительных чертежей, которая представляет собой осевое сечение известного магнетрона, известный магнетрон состоит из полого анода 1, в который продолжается катод, обозначенный в целом ссылочной позицией 2. Радиочастотная мощность может вводиться от анода в волновод (не показан) с помощью элемента А связи, расположенного в керамическом колпаке В. Входная мощность обеспечивается источником 3 питания постоянного тока высокого напряжения между катодом и анодом, при этом анод обычно имеет потенциал земли, а катод - высокий отрицательный потенциал. Пространство взаимодействия между анодом и катодом вакуумировано, и для поддержания высокого напряжения между анодом и катодом втулка 4 из изоляционного материала образует часть вакуумной оболочки. Втулка 4 скрепляется с анодом и катодом соответственно посредством втулок 5, 6 из сплава. Катод является полым и состоит из внешней втулки 7, содержащей сердечник 8, а эмиссионная часть катода представляет собой яркоизлучающую спиральную нить 9 накала. Для завершения вакуумной оболочки на ее верхнем конце расширяющаяся наружу часть 10 катодной втулки прикреплена к концу сердечника 8 посредством втулок 11, 12 из сплава, которые отделены друг от друга изоляционной втулкой 13. Втулки 11, 12 выполнены из ковара, сплава железа с никелем и кобальтом, чтобы иметь коэффициент теплового расширения, сравнимый с таковым для изоляционной втулки 13, которая выполнена из керамического материала. Источник питания для нагревания нити подключается между головкой сердечника и расширяющейся частью внешней втулки катода. Источник питания включает в себя развязывающий трансформатор, обозначенный в целом ссылочной позицией 14, первичная обмотка которого возбуждается от сети С, а также заземляется, а к выходу вторичной обмотки которого прикладывается высокое отрицательное напряжение, прикладываемое к катоду источником 3 постоянного тока.
Трансформатор работает на частоте сети, однако это является недостатком, поскольку изоляция между первичной и вторичной обмотками является тяжелой и объемной.
Предпочтительной была бы работа трансформатора 14 на высокой частоте, поскольку размер и вес трансформатора был бы значительно ниже.
Однако это имело бы недостаток, поскольку привело бы к значительному нагреву и потерям мощности из-за рассеивания мощности в материале втулок 11, 12 из сплава.
Таким образом, высокочастотное питание с вторичной обмотки трансформатора 14 будет порождать высокочастотный переменный ток, текущий вдоль сердечника 8 и возвращающийся вдоль расширяющейся части 10. Поскольку ковар является ферромагнитным материалом, будет формироваться значительный магнитный поток, циркулирующий через объем втулки 12, также переменный и на высокой частоте. Это, в свою очередь, будет порождать токи во втулке 12, которые будут приводить к потерям мощности. Такая же ситуация наблюдается во втулке 11.
В JP 3-187129 было предложено обеспечить входной терминал высокого напряжения емкостного типа для магнетрона, причем входной терминал, который покрывается проводящим слоем и проводит высокочастотный ток накала.
Настоящее изобретение обеспечивает магнетрон, в котором катод включает в себя две части, сочлененные втулками из сплава железа, разделенными втулкой из изоляционного материала, причем втулки из сплава железа имеют магнитный поток, индуцируемый в них, при использовании, от высокочастотного источника для нагревания катода, и втулки из сплава железа имеют поверхностное покрытие из проводящего материала.
Покрытие позволяет снизить потери мощности во втулках из сплава железа, обусловленные токами нагрева катода, индуцированными наведенным магнитным потоком от высокочастотного источника питания.
Далее описан более подробно один вариант осуществления настоящего изобретения посредством примера, со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг.1 представляет собой аксиальное сечение известного магнетрона; и
фиг.2 представляет собой увеличенный вид в перспективе втулки 12 магнетрона согласно настоящему изобретению.
Одинаковые ссылочные позиции были присвоены одинаковым частям во всех чертежах.
Магнетрон согласно настоящему изобретению отличается от известного магнетрона типом источника питания для нагрева нити накала (катода) и втулками 11, 12. Показана только втулка 12 (втулка 11 будет такой же), поскольку остальная часть магнетрона такая же, как показано на фиг.1.
В соответствии с настоящим изобретением вход трансформатора 14 возбуждается высокочастотным импульсным источником С питания, вместо того чтобы получать питание на частоте сети. Поэтому объем развязывающего трансформатора значительно уменьшается по сравнению с трансформатором, работающим на частоте сети.
Также, в соответствии с настоящим изобретением, втулки 11, 12 выполняются из ковара, как и ранее, но теперь имеют поверхностное покрытие из проводящего материала 15.
Как показано на фиг.2, азимутальный магнитный поток M1 будет циркулировать вокруг втулки 12 из-за высокочастотного переменного тока, текущего вдоль втулки 7 и сердечника 8 катода 2 (показан на фиг.2 символически как D, причем стрелки указывают направление тока в некоторый момент цикла). Каждая дифференциальная часть по длине окружности втулки 12 будет испытывать наведенный магнитный поток, и это будет приводить к образованию токовых контуров i вокруг каждой дифференциальной части втулки в направлении, параллельном оси втулки 12. В свою очередь, эти токи индуцируют азимутальный магнитный поток М2 во втулке 12 в противоположном направлении к потоку M1, и компенсируя его. Это соответствует правилу Ленца, или данный режим может рассматриваться как подобный закороченному витку вторичной обмотки трансформатора.
Поскольку токи во втулке и сердечнике являются высокочастотными, индуцированное магнитное поле будет высокочастотным переменным полем, и индуцированные токи i также будут высокочастотными. Из этого следует, что из-за скин-эффекта эти высокочастотные токи i будут главным образом переноситься поверхностным покрытием из проводящего материала и в очень малой степени будут переноситься самим коваром. Таким образом, нагрев и потери в самом корпусе из ковара будут незначительны, если вообще будут иметь место.
Преимущество конструкции состоит в том, что такие же рабочие характеристики могут быть достигнуты для данного магнетрона, как и в случае предыдущих источников нагрева, работающих на частоте сети, но источник нагрева и развязывающий трансформатор теперь будут обеспечены меньшими, более легкими и более дешевыми компонентами (например, развязывающий трансформатор, работающий на 50 или 60 Гц, может весить около 100 кг, в то время как работающий на 15 кГц может весить около 1 кг).
Удобно покрывать всю внутреннюю и внешнюю криволинейные поверхности втулок проводящим материалом, но это не является существенным. Например, втулки могут быть покрыты только на внутренней криволинейной поверхности или только на внешней криволинейной поверхности. Кроме того, независимо от того, будет ли выполнено покрытие на одной криволинейной поверхности или на обеих, нет необходимости в том, чтобы покрытие было полным. Например, покрытие может быть выполнено в виде нитей из проводящего материала, проходящих в аксиальном направлении, или может быть выполнено в виде сетки. Медь является предпочтительным проводящим материалом, но может использоваться и проводящий материал, отличный от меди, например серебро или любой другой материал с низким удельным сопротивлением.
В случае меди толщина непрерывного покрытия на внутренней и внешней криволинейных поверхностях может обеспечиваться в диапазоне от 1 мкм (10-6 м) до 50 мкм, предпочтительно от 5 мкм до 30 мкм.
Кроме того, нет необходимости в том, чтобы материал втулок, несущих проводящий слой, был коваром. Могут использоваться другие сплавы железа, имеющие коэффициент расширения, сравнимый с таковым для изоляционной втулки, например железоникелевая группа сплавов.
Частота импульсного источника С питания может быть в диапазоне от 1 кГц до 1 МГц, но предпочтительно в диапазоне от 10 кГц до 500 кГц. Источник С питания не должен обязательно быть импульсным. Вместо этого могут использоваться другие варианты высокочастотных источников.
Claims (11)
1. Магнетрон, содержащий полый катод, включающий в себя нить накала в качестве электронно-эмиссионной части, и сердечник и внешнюю втулку, чтобы подключать между ними высокочастотное напряжение для нагревания нити накала, причем сердечник и внешняя втулка сочленены втулками из сплава железа, разделенными втулкой из изоляционного материала, причем втулки из сплава железа имеют магнитный поток, индуцируемый в них, при использовании, от высокочастотного источника для нагревания катода, и втулки из сплава железа имеют поверхностное покрытие с удельным сопротивлением, по существу равным удельному сопротивлению меди или серебра.
2. Магнетрон по п.1, в котором частота высокочастотного источника находится в пределах диапазона от 1 кГц до 1 МГц.
3. Магнетрон по п.2, в котором частота высокочастотного источника находится в пределах диапазона от 5 кГц до 500 кГц.
4. Магнетрон по п.1, в котором покрытие является непрерывным как на внутренней, так и на внешней криволинейных поверхностях втулок из сплава железа.
5. Магнетрон по п.4, в котором толщина покрытия находится в пределах диапазона от 1 мкм до 50 мкм.
6. Магнетрон по п.5, в котором толщина покрытия находится в пределах диапазона от 5 мкм до 30 мкм.
7. Магнетрон по п.1, в котором материалом покрытия является медь.
8. Магнетрон по п.1, в котором сплав железа втулок представляет собой сплав железа с никелем и кобальтом.
9. Магнетрон по п.8, в котором сплав железа представляет собой ковар.
10. Магнетрон по п.1, в котором изоляционным материалом является керамический материал.
11. Магнетрон по п.1, в котором соединение втулок из сплава железа с втулками из изоляционного материала представляет собой вакуум-плотное соединение.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1005119A GB2478990A (en) | 2010-03-26 | 2010-03-26 | Magnetron with high gfrequency cathode heater power supply |
GB1005119.1 | 2010-03-26 | ||
PCT/GB2011/050616 WO2011117654A1 (en) | 2010-03-26 | 2011-03-25 | Magnetron |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012145475A RU2012145475A (ru) | 2014-05-10 |
RU2560925C2 true RU2560925C2 (ru) | 2015-08-20 |
Family
ID=42228412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012145475/07A RU2560925C2 (ru) | 2010-03-26 | 2011-03-25 | Магнетрон |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8810132B2 (ru) |
EP (1) | EP2553706B1 (ru) |
JP (1) | JP5845245B2 (ru) |
CN (1) | CN102822937B (ru) |
GB (1) | GB2478990A (ru) |
RU (1) | RU2560925C2 (ru) |
WO (1) | WO2011117654A1 (ru) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB201101062D0 (en) * | 2011-01-21 | 2011-03-09 | E2V Tech Uk Ltd | Electron tube |
CN108962704A (zh) * | 2013-03-01 | 2018-12-07 | 朴秀用 | 磁控管 |
CN109860005B (zh) * | 2018-09-28 | 2021-04-02 | 甘肃虹光电子有限责任公司 | 一种无磁引线接头及其制造方法 |
US11705321B2 (en) * | 2019-06-12 | 2023-07-18 | Topanga Asia Limited | Electrodeless plasma lamps, transmission lines and radio frequency systems |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3113272A (en) * | 1961-09-06 | 1963-12-03 | Utah Res & Dev Co Inc | Amplifying by short-circuiting conductive loop |
US4300072A (en) * | 1979-02-01 | 1981-11-10 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Magnetron having an internal capacitor for suppressing leakage of high frequency |
WO2006023257A1 (en) * | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Tru Vue, Inc. | Magnetron assembly |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2532215A (en) * | 1948-05-26 | 1950-11-28 | Raytheon Mfg Co | Cathode structure |
US2906921A (en) * | 1956-08-23 | 1959-09-29 | Gen Electric | Magnetron |
US4053850A (en) * | 1976-09-23 | 1977-10-11 | Varian Associates, Inc. | Magnetron slot mode absorber |
US4194142A (en) * | 1978-07-10 | 1980-03-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Mode control apparatus for a separable-insert coaxial magnetron |
JPS6217973Y2 (ru) * | 1980-04-30 | 1987-05-08 | ||
JPS61156624A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-16 | Toshiba Corp | 電子レンジ用マグネトロン |
IE59481B1 (en) | 1985-10-15 | 1994-03-09 | Schering Corp | Process for preparing netilmicin |
CA1309752C (en) * | 1987-05-14 | 1992-11-03 | Kimiaki Yamaguchi | Stationary induction apparatus |
JPH03187129A (ja) * | 1989-12-15 | 1991-08-15 | Toshiba Corp | 電子レンジ用マグネトロン |
JP3187129B2 (ja) | 1992-04-01 | 2001-07-11 | シスメックス株式会社 | 粒子分析装置 |
JPH0668839A (ja) * | 1992-08-13 | 1994-03-11 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ装置における高周波給電装置 |
JPH09129041A (ja) * | 1995-10-30 | 1997-05-16 | Idoutai Tsushin Sentan Gijutsu Kenkyusho:Kk | 同軸ケーブル |
DE10140482B4 (de) | 2001-08-17 | 2008-11-13 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Störgrößenkompensation eines optischen Sensors |
KR100668115B1 (ko) * | 2005-10-11 | 2007-01-16 | 한국전기연구원 | 마그네트론 발진기의 결합구조 |
GB2458509B (en) * | 2008-03-20 | 2012-06-13 | E2V Tech Uk Ltd | Magnetron |
-
2010
- 2010-03-26 GB GB1005119A patent/GB2478990A/en not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-03-25 WO PCT/GB2011/050616 patent/WO2011117654A1/en active Application Filing
- 2011-03-25 RU RU2012145475/07A patent/RU2560925C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-03-25 US US13/637,286 patent/US8810132B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-03-25 JP JP2013501941A patent/JP5845245B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-03-25 CN CN201180016306.0A patent/CN102822937B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2011-03-25 EP EP11711624.4A patent/EP2553706B1/en not_active Not-in-force
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3113272A (en) * | 1961-09-06 | 1963-12-03 | Utah Res & Dev Co Inc | Amplifying by short-circuiting conductive loop |
US4300072A (en) * | 1979-02-01 | 1981-11-10 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Magnetron having an internal capacitor for suppressing leakage of high frequency |
WO2006023257A1 (en) * | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Tru Vue, Inc. | Magnetron assembly |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20130082594A1 (en) | 2013-04-04 |
RU2012145475A (ru) | 2014-05-10 |
JP2013524424A (ja) | 2013-06-17 |
US8810132B2 (en) | 2014-08-19 |
EP2553706B1 (en) | 2014-03-05 |
WO2011117654A1 (en) | 2011-09-29 |
CN102822937A (zh) | 2012-12-12 |
JP5845245B2 (ja) | 2016-01-20 |
GB2478990A (en) | 2011-09-28 |
GB201005119D0 (en) | 2010-05-12 |
CN102822937B (zh) | 2015-08-12 |
EP2553706A1 (en) | 2013-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4670027B2 (ja) | マグネトロン | |
JP4944388B2 (ja) | 電磁干渉が低減されたrf誘導ランプ | |
RU2560925C2 (ru) | Магнетрон | |
US2163589A (en) | Electron tube | |
US2128235A (en) | Vacuum discharge tube | |
JPH05275038A (ja) | フェライトコア付フィラメント変圧器を備えたx線管 | |
CN109643605B (zh) | 用于高频和高功率应用的电感器 | |
US3896332A (en) | High power quick starting magnetron | |
GB2216715A (en) | Electrodeless high intensity discharge lamp | |
US3510724A (en) | Crossed-field discharge device and means for balancing the rf anode-cathode voltages thereof | |
JPH08106855A (ja) | 電子レンジのマグネトロン | |
KR100451235B1 (ko) | 마그네트론의 입력부 차폐구조 | |
JPH06196362A (ja) | マグネトロン用貫通コンデンサ | |
SU50260A1 (ru) | Магнетрон | |
KR101531222B1 (ko) | 마그네트론 | |
KR100251565B1 (ko) | 마그네트론 | |
JP3890758B2 (ja) | 無電極放電灯点灯装置 | |
JP2002231472A (ja) | 放電ランプ | |
KR20100010917A (ko) | 마그네트론 장치 | |
KR100640794B1 (ko) | 마그네트론의 접속리드 | |
US7187130B2 (en) | Electron beam tubes including a vacuum envelope seal and having a metallized balance ring | |
KR20040061406A (ko) | 마그네트론의 가스켓 링 결합구조 | |
JPH08329847A (ja) | マグネトロン | |
JP2006278052A (ja) | 無電極放電灯点灯装置、および照明器具 | |
JPH04144037A (ja) | マグネトロン |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210326 |