SE531894C2

SE531894C2 - Variable frequency vibrator and polarization

Info

Publication number: SE531894C2
Application number: SE0802209A
Authority: SE
Inventors: Tomas Hurtig; Cecilia Moeller; Mattias Elfsberg
Original assignee: Totalfoersvarets Forskningsinstitut
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2009-09-01
Also published as: SE0802209L; WO2010044719A1

Description

25 30 35 531 B94 2 polarisationen hos den genererade strålningen. Då möjligheten att kontrollera och styra dessa storheter - frekvens och polarisation - skulle innebär avsevärda förbättringar avseende virkatorns effektivitet vore det ett stort framsteg att erhålla en virkator som erbjuder denna möjlighet. En variant på en virkator med dessa efterfrågade egenskaper beskrivs i denna ansökan. 5 30 35 531 B94 2 the polarization of the generated radiation. Since the ability to control and control these quantities - frequency and polarization - would mean significant improvements in the efficiency of the crochet hook, it would be a great advance to obtain a crochet hook that offers this possibility. A variant of a crochet hook with these requested properties is described in this application.

Virkatorn enligt föreliggande uppfinning ger också användaren en möjlighet att snabbt ändra polarisation och frekvens hos pulserna. En av fördelarna med detta är att det blir möjligt att tilldela varje puls i en pulssekvens, som till exempel kan bestå av ett tiotal pulser under en sekund, en egen frekvens och polarisation. l fallet med kända virkatortyper är detta omöjligt då varje virkatorarrangemang svarar mot en enda polarisation och frekvens. För att skapa pulser med olika frekvenser och polarisation krävs det följaktligen att delarna i virkatorn byts ut efter varje genererad puls. Detta byte av delarna är ett synnerligen tidskrävande ingrepp och det är därför en praktisk omöjlighet att skapa pulssekvenser där varje puls svarar mot en specifik polarisation och frekvens.The actuator of the present invention also provides the user with an opportunity to rapidly change the polarization and frequency of the pulses. One of the advantages of this is that it becomes possible to assign each pulse in a pulse sequence, which may, for example, consist of about ten pulses for one second, its own frequency and polarization. In the case of known types of crochet hooks, this is impossible as each crochet hook arrangement corresponds to a single polarization and frequency. Accordingly, in order to create pulses with different frequencies and polarization, it is required that the parts of the crochet hook be replaced after each generated pulse. This replacement of the parts is an extremely time-consuming procedure and it is therefore a practical impossibility to create pulse sequences where each pulse corresponds to a specific polarization and frequency.

Figurer Fig.1 a återger schematiskt en traditionell och känd koaxiell virkator (1) sedd från sidan. Katoden betecknas med (11) och anoden med (10). Katodens yta är helt täckt med ett emitterande material (12). symmetriaxel betecknas med (13).Figures Figure 1 a schematically shows a traditional and known coaxial crochet hook (1) seen from the side. The cathode is denoted by (11) and the anode by (10). The surface of the cathode is completely covered with an emitting material (12). axis of symmetry is denoted by (13).

Anodens och katodens gemensamma Fig 1 b återger katod-anodarrangemanget för samma virkator sedd i genomskärning Katoden (11) och anodens (10) gemensamma axel (13) går in i papperet.The common of the anode and the cathode Fig. 1 b shows the cathode-anode arrangement of the same cactor seen in section The cathode (11) and the common shaft (13) of the anode (10) enter the paper.

Fig.2 a år en sidovy av en variant på en virkator (1) enligt föreliggande uppfinning där anoden (10) och katoden (11) är asymmetriskt anordnade, det vill säga, de saknar en gemensam mittpunkt. Katodens symmetriaxel betecknas med (13) och anodens med (23).Fig. 2a is a side view of a variant of a cactor (1) according to the present invention where the anode (10) and the cathode (11) are arranged asymmetrically, i.e. they lack a common center point. The axis of symmetry of the cathode is denoted by (13) and the anode by (23).

Fig 2 b återger katodanodarrangemanget för virkatorn i fig 2 a men sedd i genomskärning. Anodens symmetriaxel likväl som katodens symmetriaxel går in l papperet. Axlarna är dock asymmetriska. Katodens symmetripunkt betecknas med ett x svarande mot (14) och anodens motsvarande symmetripunkt betecknas med ett 10 15 20 25 30 35 531 835m 3 + svarande mot (24). l figuren är enbart del av den inre ytan på katoden (11) täckt med ett emitterande material som betecknas (22).Fig. 2 b shows the cathode anode arrangement of the crochet hook in Fig. 2 a but seen in section. The axis of symmetry of the anode as well as the axis of symmetry of the cathode enter the paper. However, the shoulders are asymmetrical. The point of symmetry of the cathode is denoted by an x corresponding to (14) and the corresponding point of symmetry of the anode is denoted by a 10 15 20 25 30 35 531 835m 3 + corresponding to (24). In the figure, only part of the inner surface of the cathode (11) is covered with an emitting material designated (22).

Fig.3 a - d återger fyra olika lägen för det fall att katoden (11) tillåts rotera runt anoden (10). l dessa ritningar återges, i tvärsnitt, att katod-anodarrangemnag för en virkator med egenskaperna att anod och katod dels är asymmetriskt anordnade dels att enbart del av katoden är täckt av ett emitterande material.Fig. 3 a - d show four different positions in case the cathode (11) is allowed to rotate around the anode (10). These drawings show, in cross section, that cathode-anode arrangement for a crochet hook with the properties that anode and cathode are partly asymmetrically arranged and partly that only part of the cathode is covered by an emitting material.

Fig 4 a återger ett katod-anodarrangemang enligt figur 2 b med en vridstång (15) anordnad på katoden. Vidare återges en elektrisk motor (16) som verkar för att vrida runt vridstången för att därmed rotera katoden (11) runt anoden (10).Fig. 4 a shows a cathode-anode arrangement according to Fig. 2 b with a pivot rod (15) arranged on the cathode. Furthermore, an electric motor (16) is shown which acts to rotate around the pivot rod so as to rotate the cathode (11) around the anode (10).

Fig.4 b återger katod-anodarrangemanget enligt figur 2 b eller figur 4a men där det även är återgivet ett magnetarrangemang med en yttre magnet (17) och en inre magnet (18) som via magnetisk växelverkan används för att rotera katoden runt anoden. Magneterna är, för att erhålla klarhet i figurerna symboliskt återgivna som hästskomagneter. Den elektriska motorn (16) används här för att erhålla en magnetisering av magneten (17).Fig. 4b shows the cathode-anode arrangement according to Fig. 2b or Fig. 4a, but where a magnetic arrangement is also shown with an outer magnet (17) and an inner magnet (18) which is used via magnetic interaction to rotate the cathode around the anode. The magnets are, in order to obtain clarity in the figures, symbolically represented as horse shoe magnets. The electric motor (16) is used here to obtain a magnetization of the magnet (17).

Detaljerad beskrivning av uppfinningen l det som följer kommer uppfinningen att beskrivas med hänvisning till figurerna. l figur 1a och 1b återges en konventionell koaxiell virkator (1) enligt känd teknik. Som framgår av figurerna anges den cylindriskt formade katoden med (11) och den cylindriskt formade anoden med (10). Den virtuella katoden, som egentligen utgörs av en samling elektroner, finns i det cylindriskt begränsade området innanför anoden. Som nämnts är hela insidan på den cylindriskt formade katoden (11) belagd med ett (22) Vidare symmetriaxlarna (13) för katod och anod i denna kända typ av koaxiell virkator. material som emitterar elektroner. sammanfaller I figur 2 återges i stället en virkator enligt uppfinningen. Här är den cylindriskt formade katoden (11) infäst på ett sådant sätt relativt anoden (10) att deras mittpunkter, eller symmetripunkter, inte sammanfaller. Det vill säga, de är asymmetriskt anordnade relativt varandra. Fördelen med denna variant kommer att beskrivas närmare i det som följer. 10 15 20 25 30 35 53'l B54 4 l figur 3 återges sedan hur den koaxiella virkatorn ser ut i olika driftslägen för det fall att katoden (11) är så anordnad relativt anoden (10) att den tillåts rotera runt sin egen axel. Vidare framgår det i denna figur att insidan på den cylindriskt formade katoden (11) enbart delvis är belagd med ett emitterande material (22).Detailed Description of the Invention In the following, the invention will be described with reference to the figures. Figures 1a and 1b show a conventional coaxial crochet hook (1) according to the prior art. As can be seen from the figures, the cylindrically shaped cathode is indicated by (11) and the cylindrically shaped anode by (10). The virtual cathode, which is actually a collection of electrons, is located in the cylindrically limited area inside the anode. As mentioned, the entire inside of the cylindrically shaped cathode (11) is coated with one (22). materials that emit electrons. coincides Figure 2 instead shows a crochet hook according to the invention. Here, the cylindrically shaped cathode (11) is fixed in such a way relative to the anode (10) that their midpoints, or points of symmetry, do not coincide. That is, they are asymmetrically arranged relative to each other. The advantage of this variant will be described in more detail in what follows. Figure 3 then shows what the coaxial crochet hook looks like in different operating positions in the case that the cathode (11) is so arranged relative to the anode (10) that it is allowed to rotate around its own axis. Furthermore, it can be seen in this figure that the inside of the cylindrically shaped cathode (11) is only partially coated with an emitting material (22).

Nu kommer uppfinningen att beskrivas med hjälp av exempel. l det första exemplet betraktas en koaxiell virkator där katoden dels är symmetrlskt anordnad relativt anoden, dels tillåts katoden rotera runt sin egen axel. Vidare antas det att enbart del av katodens inre yta, ytan som är riktad mot anoden, är belagd med ett emitterande material. l betraktande av figurer 3 a - d (givet här att asymmetrin mellan katod och anod ignoreras, det vill säga anod och katod delar gemensam mittpunkt) framgår det att det erhålles ett vinkelberoende mellan anodens mittpunkt (symmetripunkt) och det avsnitt på katoden som är belagt med det emitterande materialet. Detta vinkelberoende ger användaren möjlighet att kontrollera den genererade strålningens polarisation genom att ändra vinkeln mellan den emitterande beläggningen och anodens mittpunkt. l ett annat exempel betraktar vi nu virkator med följande tre egenskaper: i) virkatorns katod är enbart delvis belagd med ett emitterande material, ii) virkatorns katod tillåts rotera kring sin egen symmetriaxel iii) virkatorns katod och virkatorns anod är asymmetriskt anordnad relativt varandra.The invention will now be described by way of example. In the first example, a coaxial cactor is considered where the cathode is partly symmetrically arranged relative to the anode, and partly the cathode is allowed to rotate around its own axis. Furthermore, it is assumed that only part of the inner surface of the cathode, the surface facing the anode, is coated with an emitting material. Looking at Figures 3 a - d (given here that the asymmetry between cathode and anode is ignored, i.e. anode and cathode share a common center point) it appears that an angular dependence is obtained between the center point of the anode (symmetry point) and the section of the cathode which is coated with the emitting material. This angle dependence allows the user to control the polarization of the generated radiation by changing the angle between the emitting coating and the center of the anode. In another example, we now consider crochet hooks with the following three properties: i) the crochet hook's cathode is only partially coated with an emitting material, ii) the crochet hook cathode is allowed to rotate about its own axis of symmetry iii) the crochet cathode and the crochet anode are asymmetrically arranged relative to each other.

Egenskapen att katoden är asymmetrisk anordnad relativt anoden betyder egentligen bara att anodens och katodens mittpunkter ej är gemensamma. I det fall att den cylindriskt formade anoden och den cylindriskt formade katoden uppvisar en gemensam mittpunkt (symmetripunkt) kommer de självklart att dela en gemensam symmetriaxel (det vill säga en gemensam cylindersymmetrisk symmetriaxel). I det fall de saknar en gemensam mittpunkt medför detta följaktligen att de har icke- sammanfallande symmetriaxlar. Det är denna utföringsform som avbildas explicit i figurer 3 a - d. Som framgår av dessa figurer medför denna utföringsform inte enbart att ett vinkelberoende mellan den emitterande ytan och anodens mittpunkt erhålles utan även att avståndet mellan den emitterande ytan och anodens mittpunkt kommer att variera då katoden roteras kring sin axel. Följaktligen erhåller användaren i denna utföringsform av varieras för att uppfinningen två variabler som kan påverka/manipulera stràlningens frekvens och polarisation, nämligen vinkeln mellan anodens mittpunkt och den emitterande ytan samt avståndet mellan anodens mittpunkt och den emitterande ytan. 10 15 20 25 30 35 531 8914 5 En tredje utföringsform av en virkator enligt föreliggande uppfinning avser en virkator enligt föregående exempel dock med den skillnaden att hela ytan på katoden är belagd med ett emitterande material. l denna utföringsform är katoden och anoden asymmetriskt anordnade varför en rotation av katoden runt anoden medför att avståndet mellan anodens symmetripunkt eller mittpunkt och det emitterande materialet varierar. Detta ger användaren en variabel att förändra vid användning av virkatorn, nämligen avståndet mellan anodens mittpunkt och katodytan.The fact that the cathode is asymmetrically arranged relative to the anode really only means that the center points of the anode and the cathode are not common. In the case that the cylindrically shaped anode and the cylindrically shaped cathode have a common center point (symmetry point), they will of course share a common axis of symmetry (i.e. a common cylindrical symmetrical axis of symmetry). If they do not have a common center point, this consequently means that they have non-coincident axes of symmetry. It is this embodiment that is explicitly depicted in Figures 3 a - d. the cathode is rotated about its axis. Accordingly, in this embodiment, the user of the invention obtains two variables that can affect / manipulate the frequency and polarization of the radiation, namely the angle between the center of the anode and the emitting surface and the distance between the center of the anode and the emitting surface. However, a third embodiment of a cactor according to the present invention relates to a cactor according to the previous example, with the difference that the entire surface of the cathode is coated with an emitting material. In this embodiment, the cathode and the anode are arranged asymmetrically, so that a rotation of the cathode around the anode means that the distance between the point of symmetry or center of the anode and the emitting material varies. This gives the user a variable to change when using the crochet hook, namely the distance between the center of the anode and the cathode surface.

En virkator enligt någon av dessa beskrivna utföringsformer medger därmed att användaren kan påverka polarisation och frekvens hos den genererade strålningen så att dessa kan användas för att maximera virkatorns prestanda och användbarhet i olika användningssituationer.A cactor according to any of these described embodiments thus allows the user to influence the polarization and frequency of the generated radiation so that these can be used to maximize the cactor's performance and usability in different use situations.

För själva rotationen av virkatorns katod gäller att denna kan utföras på en mängd olika sätt. Till exempel, med hänvisning till figur 4 a, med hjälp av en vridstång (15) med en inre ände (25) fäst till katoden och en yttre ände (26) som sticker ut utanför virkatorn varvid en rotation av katoden kan utföras manuellt fràn en plats utanför virkatorkaviteten. Om en vridstång användes är det möjligt att förse denna vridstång med markeringar som svarar mot att strålning med specifik polarisation och frekvens skapas. Positionen för dessa markeringar kan fastställas genom att experimentellt bestämma frekvens och polarisation för genererad strålning och sedan relatera katodens position till markeringarna på vridstàngen.For the actual rotation of the catheter of the crochet hook, it applies that this can be performed in a number of different ways. For example, with reference to Figure 4a, by means of a pivot rod (15) with an inner end (25) attached to the cathode and an outer end (26) projecting outside the crochet hook, a rotation of the cathode can be performed manually from a place outside the crochet cavity. If a rotation rod is used, it is possible to provide this rotation rod with markings corresponding to the creation of radiation with specific polarization and frequency. The position of these markings can be determined by experimentally determining the frequency and polarization of generated radiation and then relating the position of the cathode to the markings on the pivot rod.

I det fall avsikten är att skapa pulståg där de i tåget ingående pulserna uppvisar olika polarisation och olika frekvens är det inte lämpligt att nyttja en manuellt vridbar katod. Det krävs i dessa tägen att katoden vrids avsevärt snabbare, kanske ett tiotal varv per sekund. För att uppnå denna typ av rotation krävs det att katoden roteras med hjälp av en elektrisk motor (16). Till exempel kan man ansluta en elektrisk rotationsmotor till en strikt mekanisk vridstång varvid katoden roteras som i det ovan beskrivna manuella exemplet, dock med den skillnaden att rotationen gär avsevärt snabbare.In case the intention is to create pulse trains where the pulses included in the train show different polarization and different frequency, it is not suitable to use a manually rotatable cathode. It is required in these steps that the cathode be rotated considerably faster, perhaps about ten revolutions per second. To achieve this type of rotation, the cathode must be rotated by means of an electric motor (16). For example, an electric rotary motor can be connected to a strictly mechanical pivot rod, the cathode being rotated as in the manual example described above, but with the difference that the rotation is considerably faster.

Med hänvisning till figur 4 b återges ytterligare en metod som kan användas för att rotera katoden runt anoden vilken metod baseras pà katodens yttre yta förses med en inre magnet (18). På detta sätt kan katoden roteras med hjälp av en yttre magnet (17) som är anordnad utanför själva virkatorn. l figur 4 b betecknas själva virkatorhöljet symboliskt med en fyrkant. Genom magnetisk växelverkan mellan den inre och den yttre magneten kan katoden fås att rotera genom att den yttre 10 534 B94 6 magneten roteras runt katodens symmetriaxel. Det är möjligt att använda fler än en magnet på katodytan och fler än en magnet anordnad utanför virkatorn. Det är även möjligt att innesluta hela virkator i ett magnetiserbart material. Genom att inducera ett magnetfält i detta material kan sedan katoden fås att rotera medelst den magnetiska växelverkan från detta inneslutande material.Referring to Figure 4b, a further method which can be used to rotate the cathode around the anode is shown which method is based on the outer surface of the cathode being provided with an inner magnet (18). In this way, the cathode can be rotated by means of an outer magnet (17) which is arranged outside the crochet hook itself. In Figure 4 b, the crochet hook itself is symbolically denoted by a square. By magnetic interaction between the inner and the outer magnet, the cathode can be made to rotate by rotating the outer magnet around the axis of symmetry of the cathode. It is possible to use more than one magnet on the cathode surface and more than one magnet arranged outside the crochet hook. It is also possible to enclose the entire crochet hook in a magnetizable material. By inducing a magnetic field in this material, the cathode can then be made to rotate by the magnetic interaction of this enclosing material.

Användning av magneter (17,18) för att rotera katoden medför en fördel i de fall att det krävs ett höggradigt vakuumtillstånd i virkatorns kavitet. Det är vid sådana tillfällen inte lämpligt att använda en vridstàng då detta förfarande kräver att någon form av hål anordnas i virkatorvägen för att kunna leda ut den yttre änden på vridstàngen från kaviteten. Alla sådana hål i virkatorkaviteten kommer självklar att påverka vakuumtillståndet på ett negativt sätt.The use of magnets (17, 18) to rotate the cathode is advantageous in cases where a high degree of vacuum is required in the cavity of the crochet hook. In such cases it is not appropriate to use a swivel rod as this method requires that some kind of hole be provided in the crochet path to be able to lead the outer end of the swivel rod out of the cavity. All such holes in the crochet cavity will obviously affect the vacuum state in a negative way.

Claims

1. 0 15 20 25 30 35 531 8921 PATENT REQUIREMENTS. Activator comprising a cathode (11) provided with an emitting material (22) and an anode (10), the cathode (11) is arranged around the anode (10), characterized in that the cathode (11) is arranged relative to the anode that allowed to rotate around this. . The actuator according to claim 1, characterized in that only parts of the surface of the cathode (11) are coated with the emitting material (22), a rotation of the cathode (11) around the anode (10) resulting in an angular relationship between the anode (10) and the parts of the cathode (11) provided with the emitting material. Activator according to claim 1 or 2, characterized in that the cathode (11) is fixed relative to the anode (10) in such a way that the center points (14, 24) of the cathode (11) and the anode (10) do not coincide, a rotation of the cathode (11) causes the distance between the anode (10) and the cathode surface with the emitting material (22) to vary. . The actuator according to claims 1-3, characterized in that it also includes rotating means (15,17,18) for rotating the cathode. . An actuator according to any one of claims 4, characterized in that said rotating means (15,17,18) is controlled by an electric motor. . An actuator according to any one of claims 4, characterized in that said rotating means is a rotary arm (15) connected to the cathode arranged for manual rotation of the cathode (11). . Actuator according to claim 4, characterized in that the rotating means consist of at least two magnets (17, 18) where at least one inner magnet (18) is arranged on the cathode (11) and where a further at least one outer magnet (17) is arranged outside the cactor. wherein a rotation of the cathode (11) is obtained by magnetic interaction when the outer magnet (17) is rotated about the axis of symmetry of the cathode.