RU2792172C1 - Method for manufacturing magnetic periodic focusing systems for o-type microwave devices - Google Patents
Method for manufacturing magnetic periodic focusing systems for o-type microwave devices Download PDFInfo
- Publication number
- RU2792172C1 RU2792172C1 RU2022108576A RU2022108576A RU2792172C1 RU 2792172 C1 RU2792172 C1 RU 2792172C1 RU 2022108576 A RU2022108576 A RU 2022108576A RU 2022108576 A RU2022108576 A RU 2022108576A RU 2792172 C1 RU2792172 C1 RU 2792172C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transverse component
- mpfs
- magnets
- difference
- value
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электронике СВЧ в области создания магнитных периодических фокусирующих систем (МПФС) для фокусировки электронного пучка в вакуумных электронных приборах.The invention relates to microwave electronics in the field of creating magnetic periodic focusing systems (MPFS) for focusing an electron beam in vacuum electronic devices.
Известен способ изготовления МПФС, состоящей из постоянных кольцевых магнитов, разделенных между собой магнитомягкими полюсными наконечниками, включающий в себя настройку МПФС по уровню продольного магнитного поля по заданным амплитудным значениям магнитной индукции на оси отдельных магнитов и по заданному среднему уровню амплитудных значений в регулярной области МПФС, в том числе отбираются кольцевые магниты, имеющие определенное значение поперечной составляющей магнитной индукции, которое не должно превышать заданного значения. Способ измерения и отбора кольцевых магнитов по уровню поперечной составляющей подробно описан в работе Е.И. Каневского, Е.А. Майоровой, О.И. Романова «Связь между поперечной составляющей фокусирующего магнитного поля и токооседанием электронного потока» [1].A known method of manufacturing MPFS, consisting of permanent ring magnets separated by magnetically soft pole pieces, includes setting the MPFS according to the level of the longitudinal magnetic field according to the given amplitude values of the magnetic induction on the axis of individual magnets and according to the given average level of amplitude values in the regular region of the MPFS, including selected ring magnets having a certain value of the transverse component of the magnetic induction, which should not exceed the specified value. The method for measuring and selecting ring magnets according to the level of the transverse component is described in detail in the work of E.I. Kanevsky, E.A. Mayorova, O.I. Romanov "Relationship between the transverse component of the focusing magnetic field and the current settling of the electron beam" [1].
Данный способ изготовления МПФС допускает ограничение поперечной составляющей магнитной индукции только по максимальному заданному значению и допускает наличие магнитов с практически нулевым и максимальным разрешенным значением, что не позволяет без дополнительных настроечных элементов компенсировать их воздействие на электронный пучок при настройке электронного прибора. Этот недостаток приводит к значительному увеличению времени настройки прибора и обязательному применению дополнительных настроечных элементов.This method of manufacturing MPFS allows limiting the transverse component of magnetic induction only by the maximum specified value and allows the presence of magnets with almost zero and maximum allowed values, which does not allow compensating their effect on the electron beam when tuning the electronic device without additional tuning elements. This drawback leads to a significant increase in the setup time of the device and the mandatory use of additional tuning elements.
В прототипе [Авт.свид. СССР №1464784, МПК: H01J 23/087] затруднение взаимной компенсации влияния поперечной составляющей на формирование электронного пучка в смежных магнитах устранено за счет подбора соседних кольцевых магнитов как по максимальному уровню, так и по разности уровня поперечной магнитной составляющей в смежных магнитах МПФС, определяемым по предложенным формулам. Недостатками указанного способа являются: во-первых, предлагаемое обязательное расположение смежных магнитов с разворотом на 180 градусов по направлению поперечной составляющей, что затруднительно осуществить на электронном приборе в связи с наличием геометрических допусков на сборочные детали, которые вносят свое изменение поперечной составляющей, и невозможностью контроля поперечной составляющей на оси откачанного вакуумного электронного прибора, так как измерения поперечной составляющей проводятся на отдельно взятом магните; во-вторых, при расчете по указанным формулам допустимое отклонение по поперечной составляющей составляет порядка 3% (0,1 мТл) от максимально допустимого уровня поперечной составляющей (2,7 мТл) при суммарной погрешности измерения значения самой поперечной составляющей не менее ±15% от ее истинного значения. Такое соотношение значений существенно увеличивает трудоемкость по подбору подходящих магнитов. Способ не получил распространения на практике из-за необходимости проведения большого количества измерений поперечной составляющей в большом количестве магнитов с их отбраковкой. Кроме того, указанные значения максимальной допустимой поперечной составляющей и допустимой разности ее в смежных магнитах представлены для числа магнитов N=10, при фактическом количестве магнитов в МПФС порядка 30-50 допустимое отклонение должно быть еще меньше, что весьма трудно реализовать.In the prototype [Ed. USSR No. 1464784, IPC: H01J 23/087] the difficulty of mutual compensation of the influence of the transverse component on the formation of an electron beam in adjacent magnets is eliminated by selecting neighboring ring magnets both by the maximum level and by the difference in the level of the transverse magnetic component in adjacent MPFS magnets, determined by according to the suggested formulas. The disadvantages of this method are: firstly, the proposed mandatory location of adjacent magnets with a turn of 180 degrees in the direction of the transverse component, which is difficult to implement on an electronic device due to the presence of geometric tolerances on assembly parts that introduce their own change in the transverse component, and the inability to control the transverse component on the axis of the evacuated vacuum electronic device, since the measurements of the transverse component are carried out on a single magnet; secondly, when calculating according to the indicated formulas, the allowable deviation in the transverse component is about 3% (0.1 mT) of the maximum allowable level of the transverse component (2.7 mT) with a total measurement error of the value of the transverse component itself of at least ±15% of its true meaning. This ratio of values significantly increases the complexity of the selection of suitable magnets. The method has not been widely used in practice due to the need to conduct a large number of measurements of the transverse component in a large number of magnets with their rejection. In addition, the indicated values of the maximum allowable transverse component and its allowable difference in adjacent magnets are presented for the number of magnets N=10, with the actual number of magnets in the MPFS of the order of 30-50, the allowable deviation should be even less, which is very difficult to implement.
Настоящим изобретением предлагается способ изготовления МПФС, включающий в себя настройку МПФС по уровню амплитудных значений продольной составляющей магнитной индукции, с дополнительным подбором кольцевых магнитов в смежных кольцевых магнитах с таким уровнем поперечной составляющей, чтобы разница поперечной составляющей в них не превышала от 0 до 15-50% от максимально допустимого уровня поперечной составляющей, которая измеряется в магнитной ячейке, состоящей из кольцевого магнита и двух полюсных магнитомягких наконечников. Такой подбор смежных магнитов по определенной разности поперечной составляющей достаточно просто осуществляется в связи с большим количеством идентичных магнитов, входящих в состав МПФС, и возможностью их перестановки по порядковым номерам.The present invention proposes a method for manufacturing MPFS, which includes setting the MPFS according to the level of amplitude values of the longitudinal component of magnetic induction, with additional selection of ring magnets in adjacent ring magnets with such a level of the transverse component that the difference in the transverse component in them does not exceed from 0 to 15-50 % of the maximum allowable level of the transverse component, which is measured in a magnetic cell consisting of a ring magnet and two pole magnetic tips. Such a selection of adjacent magnets according to a certain difference in the transverse component is quite simply carried out due to the large number of identical magnets that make up the MPFS, and the possibility of rearranging them by serial numbers.
Технический результат изобретения заключается в снижении трудоемкости и существенном уменьшении времени настройки электровакуумного прибора.The technical result of the invention is to reduce the complexity and significantly reduce the setup time of the electrovacuum device.
Технический результат достигается благодаря тому, что применение предлагаемого способа позволяет значительно снизить количество дополнительных настроечных элементов, как магнитомягких в виде стальных небольших деталей, так и магнитотвердых в виде частей постоянных магнитов. При изготовлении МПФС все магниты имеют строго ограниченный уровень поперечной составляющей, смежные магниты должны иметь ограничение по разности значения поперечной составляющей магнитной индукции, не превышающей от 0 до 15-50% от максимально допустимого значения, точное значение допустимой разности подбирается в зависимости от типа МПФС и электронного прибора. Такое соотношение позволяет обеспечивать необходимую компенсацию воздействия поперечной составляющей магнитной индукции на электронный пучок на малом участке прибора, при этом угол поворота смежных магнитов по направлению поперечной составляющей не регламентируется, а выбирается по наилучшему токопрохождению в электронном приборе.The technical result is achieved due to the fact that the application of the proposed method can significantly reduce the number of additional tuning elements, both magnetically soft in the form of steel small parts, and magnetically hard in the form of parts of permanent magnets. In the manufacture of MPFS, all magnets have a strictly limited level of the transverse component, adjacent magnets must have a limit on the difference in the value of the transverse component of magnetic induction, not exceeding 0 to 15-50% of the maximum allowable value, the exact value of the allowable difference is selected depending on the type of MPFS and electronic device. This ratio allows to provide the necessary compensation for the effect of the transverse component of magnetic induction on the electron beam in a small area of the device, while the angle of rotation of adjacent magnets in the direction of the transverse component is not regulated, but is selected according to the best current flow in the electronic device.
Предлагаемый способ был опробован при производстве МПФС электронных приборов на АО «НЛП «Алмаз».The proposed method was tested in the production of MPFS electronic devices at JSC NLP Almaz.
Пример осуществления способа:An example of the implementation of the method:
- МПФС настраивалась по уровню продольной составляющей магнитной индукции путем частичного размагничивания каждого кольцевого магнита по технологической карте настройки по значениям магнитной индукции в зависимости от порядкового номера магнита в МПФС, причем для каждого порядкового номера подбиралось по 3-4 магнита;- MPFS was tuned according to the level of the longitudinal component of the magnetic induction by partial demagnetization of each ring magnet according to the technological chart of adjustment according to the values of magnetic induction depending on the serial number of the magnet in the MPFS, and for each serial number 3-4 magnets were selected;
- контроль поперечной составляющей проводился в каждом кольцевом магните методом вращения измерительного зонда и нахождения максимального значения поперечной составляющей с дальнейшим расчетом по известной из уровня техники [1] формуле:- the control of the transverse component was carried out in each ring magnet by rotating the measuring probe and finding the maximum value of the transverse component with further calculation according to the formula known from the prior art [1]:
Вп=(Впмакс - Вп180)/2; где Вп - истинное значение поперечной составляющей магнитной индукции на оси кольцевого магнита или магнитной ячейки, Впмакс-максимальное измеренное значение поперечной составляющей магнитной индукции на оси кольцевого магнита или магнитной ячейки при вращении измерительного зонда, Bп180 - измеренное значение поперечной составляющей магнитной индукции на оси кольцевого магнита или магнитной ячейки при повороте измерительного зонда на 180 градусов относительно направления максимального значения поперечной составляющей магнитной индукции на оси кольцевого магнита или магнитной ячейки;V p \u003d (V pmax - V p180 ) / 2; where B p is the true value of the transverse component of magnetic induction on the axis of the ring magnet or magnetic cell, V pmax is the maximum measured value of the transverse component of magnetic induction on the axis of the ring magnet or magnetic cell during rotation of the measuring probe, B p180 is the measured value of the transverse component of magnetic induction on the axis of the ring magnet or magnetic cell when the measuring probe is rotated 180 degrees relative to the direction of the maximum value of the transverse component of magnetic induction on the axis of the ring magnet or magnetic cell;
- смежные по порядковым номерам магниты подбирались с учетом допустимой разности по поперечной составляющей не более 30% от допустимого максимального значения 1,8 мТл (разность между смежными магнитами допускалась не более 0,54 мТл); получалось сразу несколько допустимых подборов магнитов для нескольких МПФС.- Magnets adjacent by serial numbers were selected taking into account the allowable difference in the transverse component of no more than 30% of the allowable maximum value of 1.8 mT (the difference between adjacent magnets was allowed no more than 0.54 mT); several allowable selections of magnets for several MPFS were obtained at once.
Следующий пример показывает, как предлагаемый способ изготовления МПФС для СВЧ-приборов О-типа позволяет уменьшить количество дополнительных настроечных элементов и сократить время настройки прибора. До использования данного способа при изготовлении МПФС уровень допустимой поперечной составляющей в 44 магнитах не превышал 1,8 мТл, а разность в смежных магнитах составляла от 0 до 90% от уровня допустимой поперечной составляющей. Количество дополнительных настроечных элементов менялось в пределах 50-120 штук, время настройки составляло 18-23 часа.The following example shows how the proposed method for manufacturing MPFS for O-type microwave devices can reduce the number of additional tuning elements and reduce the device tuning time. Prior to the use of this method in the manufacture of MPFS, the level of the permissible transverse component in 44 magnets did not exceed 1.8 mT, and the difference in adjacent magnets ranged from 0 to 90% of the level of the permissible transverse component. The number of additional tuning elements varied within 50-120 pieces, the tuning time was 18-23 hours.
При изготовлении МПФС по предлагаемому способу с тем же уровнем допустимой поперечной составляющей и разности в пределах 25-45% от уровня допустимой поперечной составляющей магнитной индукции количество дополнительных настроечных элементов составило 15-25 штук, а время настройки прибора сократилось в два раза.In the manufacture of MPFS according to the proposed method with the same level of permissible transverse component and a difference within 25-45% of the level of the permissible transverse component of magnetic induction, the number of additional tuning elements was 15-25 pieces, and the device tuning time was reduced by half.
Фиг. 1 и фиг. 2 демонстрируют, что использование предлагаемого способа позволяет значительно сократить количество настроечных элементов. На фиг. 1 показан электронный прибор с МПФС без ограничения в разности уровня поперечной составляющей в смежных магнитах. На фиг. 2 представлен настроенный электронный прибор с МПФС с ограничением 25-30% в разности уровня поперечной составляющей в смежных магнитах.Fig. 1 and FIG. 2 demonstrate that the use of the proposed method can significantly reduce the number of tuning elements. In FIG. 1 shows an electronic device with MPFS without limitation in the level difference of the transverse component in adjacent magnets. In FIG. 2 shows a tuned MPFS electronic device with a 25-30% limitation in the level difference of the transverse component in adjacent magnets.
Данный способ обеспечивает достаточный уровень компенсации воздействия поперечной составляющей в смежных магнитах МПФС, собранной на электронном приборе, что значительно снижает трудоемкость настройки прибора и обеспечивает минимальное количество дополнительных настроечных элементов при подстройке электронного прибора в статическом и динамическом режимах работы. Также предлагаемый способ не предполагает увеличения трудоемкости и повышенных материальных затрат при его реализации. Способ опробован на МПФС трех типов, его использование позволило сократить время настройки в два раза, количество дополнительных настроечных элементов сократилось в 3 раза.This method provides a sufficient level of compensation for the effect of the transverse component in adjacent magnets of the MPFS assembled on an electronic device, which significantly reduces the complexity of setting the device and provides a minimum number of additional tuning elements when adjusting the electronic device in static and dynamic modes of operation. Also, the proposed method does not involve an increase in labor intensity and increased material costs in its implementation. The method was tested on three types of MPFS, its use made it possible to reduce the tuning time by half, the number of additional tuning elements was reduced by 3 times.
Источники информации:Information sources:
1. Е.И. Каневский, Е.А. Майорова, О.И. Романов «Связь между поперечной составляющей фокусирующего магнитного поля и токооседанием электронного потока». - Электронная техника, сер.1, 1970, №6.1. E.I. Kanevsky, E.A. Mayorova, O.I. Romanov "Relationship between the transverse component of the focusing magnetic field and the current settling of the electron beam." - Electronic technology, series 1, 1970, No. 6.
2. Авторское свидетельство СССР №1464784 А1, 5, H01J 23/087. Андрушкевич B.C., Григорьев Ю.А., Перелыгин А.В., Сахаджи В.Ю., Явчуновский В.Я. Способ изготовления магнитных фокусирующих систем для СВЧ-приборов О-типа.2. USSR author's certificate No. 1464784 A1, 5, H01J 23/087. Andrushkevich B.C., Grigoriev Yu.A., Perelygin A.V., Sakhadzhi V.Yu., Yavchunovskiy V.Ya. Method for manufacturing magnetic focusing systems for O-type microwave devices.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2792172C1 true RU2792172C1 (en) | 2023-03-17 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2074449C1 (en) * | 1994-07-20 | 1997-02-27 | Саратовский государственный университет им.Н.Г.Чернышевского | Method for manufacturing vacuum microwave o-type device |
FR2764730B1 (en) * | 1997-06-13 | 1999-09-17 | Thomson Tubes Electroniques | ELECTRONIC CANON FOR MULTI-BEAM ELECTRONIC TUBE AND MULTI-BEAM ELECTRONIC TUBE EQUIPPED WITH THIS CANON |
RU2352016C1 (en) * | 2007-07-23 | 2009-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Торий" | Traveling wave lamp with magnetic periodic focusing system |
CN203325830U (en) * | 2013-04-03 | 2013-12-04 | 西南应用磁学研究所 | Periodic permanent magnetic structure |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2074449C1 (en) * | 1994-07-20 | 1997-02-27 | Саратовский государственный университет им.Н.Г.Чернышевского | Method for manufacturing vacuum microwave o-type device |
FR2764730B1 (en) * | 1997-06-13 | 1999-09-17 | Thomson Tubes Electroniques | ELECTRONIC CANON FOR MULTI-BEAM ELECTRONIC TUBE AND MULTI-BEAM ELECTRONIC TUBE EQUIPPED WITH THIS CANON |
RU2352016C1 (en) * | 2007-07-23 | 2009-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Торий" | Traveling wave lamp with magnetic periodic focusing system |
CN203325830U (en) * | 2013-04-03 | 2013-12-04 | 西南应用磁学研究所 | Periodic permanent magnetic structure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6462489B1 (en) | Controller for a linear accelerator | |
KR20070106917A (en) | Multi-track magnetron exhibiting more uniform deposition and reduced rotational asymmetry | |
US5992006A (en) | Method for passive control of magnet hemogeneity | |
JPH06103946A (en) | Variable-shaft stigmator | |
EP0179370A2 (en) | Optimal field inhomogeneity correction coil operation for nmr magnets | |
EP1221172A1 (en) | Determining beam alignment in ion implantation using rutherford back scattering | |
RU2792172C1 (en) | Method for manufacturing magnetic periodic focusing systems for o-type microwave devices | |
Dehning et al. | Dynamic beam based calibration of beam position monitors | |
RU2074449C1 (en) | Method for manufacturing vacuum microwave o-type device | |
Billan et al. | Magnetic performance of the LEP bending magnets | |
Seletskiy | How to measure energy of LEReC electron beam with magnetic spectrometer | |
Wei et al. | Cavity Tilt Measurement in a 1.3 GHz Superconducting Cryo-Module at FLASH | |
Keski-Rahkonen et al. | Relativistic effects in the calibration of electrostatic electron analyzers. I. Toroidal analyzers | |
Crawford et al. | Fermilab electron cooling project: field measurements in the cooling section solenoid | |
Castro et al. | Experience with stripline Beam Position Monitors on the TESLA Test Facility Linac | |
Potter et al. | High precision scrapers for ISR luminosity measurements | |
Masuzawa et al. | Beam-based calibration of beam position monitors and measurements of the sextupole magnet offsets at KEKB | |
Korchuganov et al. | Treatment of the results of magnetic mapping of the SIBERIA-2 magnets | |
Luckin | Magnetic Measurement Report | |
Vasserman et al. | Compensation of the planar hall effect voltage using a new two-sensor hall probe design | |
Ohnishi et al. | Results of magnetic field measurements of SPring-8 magnets | |
Sasaki et al. | Method of Beam Energy Adjustment by Using Beam Parallelism | |
Shemyakin et al. | Fermilab Electron Cooling Project: field measurements in the cooling section solenoid | |
RU1333130C (en) | Method of making of magnetic periodic focusing system | |
Harwood et al. | Measured field performance of CEBAF beam transport magnets |