SU669972A1 - Магнетрон - Google Patents

Description

(54) МАГНЕТРОН

Изобретение относитс  к многорезона торным магнетронам дл  коротковолновой части СВЧ-диапазона, в частности к магнетронам, работающим на видах колебаний , отличных от П О- и n-ILИзвестны магнетроны, в которых дл  повышени  КПД и выходной мощности путем увеличени  св зи резонаторной системы с нагрузкой энерги  выводитс  из двух резонаторов l . В этих конст рукци х коаксиальный выходной волновод св зан с резонаторной системой двум  симметричными щел ми или петл ми, рас положенными в смежных резонаторах, колебани  в которых противофазны. Существенным условием в этом случае  вл етс  работа магнетрона на 1C -виде колебаний. В мощном многсрезонаторном магнетроне непрерывного действи  энерги  выводитс  из р да равносто щих один от другого резонаторов по отдельным каналам 2 , Это целесообразно, когда мощность колебаний нужно распределить между несколькими нагрузками. В конструкции магнетрона с направленной св зью изогнутый выходной волновод- своей кольцевой частью, огибающей р(езонаторную систему магнетрона, св зан с несколькими резонаторами. Фаза волны в волноводе должна быть согласована с фазой колебаний резонаторов, подключенных к волноводу . Это условие исключает возможность подключени  смежных резонаторов и делает конструкцию громоздкой. Ближайшим прототипом изобретени   вл етс  магнетрон, содержащий равнорезонаторную колебательную систему, состо щую из чередующихс  резонаторов двух групп - четных и нечетных, и выходной волновод, св занный с резонатором одной из групп PI . Зти магнетроны, в отличие от классических , работающих на IC -виде колебаний , используют -вид колебаний. обладающий дублетной структурой. Это означает, что в резонаторной системе возможны два распределени  высокочастотного пол , соответствующие двуМ составл ющим частотного дублета. Разделение , резонаторов -колебательной системы на две группы чередующихс  нечетных и четных резонаторов условно. Дл  рабочего -вида колебаний энерги  каждой из составл гадих дублета запасена , главным образом, в соответствующей ей одной из групп резонаторов . Поэтому выходной волновод, подклк ченный к резонатору одной из групп, например нечетному, оказываетс  св занным только с одной из состо щих дублета,что в значительной мере ограни чивает полноту использовани  возможностей магнетронного генератора. Цель насто щего изобретени  - повы шение -коэффициента полезного действи  и выходной мощности таких магнетронов путем осуществлени  св зи высокочасто ной нагрузки с обеими составл ющими ду блета. Поставленна  дель достигаетс  введением в магнетрон дополнительного вол новода, св занного с резонатором друго группы, причем выраженна  и радианах разность электрических длин волноводов равна сдвигу фазы между колебани ми нечетного и четного резонаторов, св зан ных этими волноводами. Выходной и фазирующий волноводы выполнены в виде параллельных пр моугольных волноводов, имеющих общую щирокую стенку. Выходной и фазирукадий волноводы св заны со смежными резонаторами. На фиг. 1 изображен магнетрон, работающий на 2. -виде колебаний первой отрицательной пространственной гармони на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Магнетрон содержит равнорезонаторн колебательную систему 1, выходной волновод 2, дополнительней волновод 3 и магнитную систему с полюсами 4, 5. Выходной и дополнительный волноводы 2, 3 имеют общую широкую стенку и через отверсти  7 и согласующие трансформаторы 8 св заны со смежным резонаторами колебательной системы 1. При работе магнетрона на -виде колебаний возбуждаютс  электромагнитн колебани ,  вл юи иес  суперпозицией .обеих составл ющих дублета, энерги  од ной из которых запасаетс  в нечетных резонаторах, а другой - в четных. Выво 6 24 энергии из нечетного и четного резонаторов осуществл етс  через выходной 2 и дополнительный волноводы 3, включенные параллельно. Дл  обеспечени  синфазности волноводных волн, приход щих в место их параллельного соединени , параметры волноводов вз ты такими , что разность их электрических длин, выраженна  в радианах 2icfe--kl. ф равна сдвигу фазы между подключенными нечетным и четным резонаторами 0 + П1% гдёЬцИ Ьф - длины выходного и фазирующего волноводов; их волноводные длины волн; in - число резонаторов между подключенными к волноводам резонаторами по кратчайшему пути. Таким образрм, если в магнетроне с одним выходномВОЛНОВОДОМ 2 высокочастотна  нагрузка эффективно св зана только с одной из составл гадих дублета, то в предлагаемом магнетроне благодар  дополнительному волноводу 3 в нагрузку поступает сумма мощностей от обеих составл ющих. Благодар  более полному использованию волновой энергии, запасаемой в резонаторной системе 1, повышаетс  КПД магнетрона и, следова.тельно, его выходна  мощность. Если электрическа  длина дополнительного волновода 3, например, меньше электрической длины выходного волновода 2, то дл  обеспечени  услови  фазировки фаза колебани  четного подключенного резонатора должна отставать от фазы подключенного нечетного резонатора . Это происходит в том случае, когда направление азимутального вращени  волны рабочего вида колебаний резонаторной системы 1 совпадает с направлением поворота от нечетного подключенного резонатора к четному по кратчайшему пути. Направление же вращени  электронного блока, которое должно совпадать с направлением вращени  обратной пространственной гармоники, будет противоположным. Ориентаци  магнитного пол , необходима  дл  такого направлени  вращени  электронного блока , определ етс  в соответствии с правилом левой руки. В соответствии с этим правилом направление от северного магнитного полюса 4 к южному 5

должно совпадать с поступательным движением помещаемого по оси правого винта при вращении его головки от дополнительного волновода 3 к выход . ному 2 по кратчайшему пути. При обратном направлении магнитного пол  необходима  фазировка колебаний в волноводах 2, 3 .Не выполн етс  и мощность в нагрузку практически не поступает.

Выполнение выходного и фазирующего волноводов 2, 3 в виде пр моугольных волноводов разного поперечного сечени , но одинаковой длины с общей широкой стенкой 6 и подключение их к смежным резонаторам позвол ет упростить конструкцию магнетрона и облегчить технологию , его изготовлени .

Замена таким прибором известных конструкций магнетронов существе.нно улучшит характеристики соответствукщей аппаратуры.

Claims (4)

1. Магнетрон, содержащий равнорезонаторную колебательную систему, состо щую из чередующихс  резонаторов друх групп - четных и нечетных, и выходной волновод, св занный с резонатором одной

ИЗ групп, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД и выходной мощности, в него введен дополнительный волновод, св занный с резонаторами другой группы, причем разность электрических длин обоих волноводов равна сдвигу фазы между колебани ми четного и нечетного резонаторе, св занных с ними.

2.Магнетрон поп. 1,отличак щ и и с   тем, что основной и дополнительный волноводы выполнены в виде параллельно расположенных пр моугольных волнсюодов, имеющих общую стенкуо

3.Магнетрон по пп. 1, 2, о т л и чающийс  тем, что оба волновода св заны со смежными резонаторами.,

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

L Патент США,№ 281779О, кл. 315-39.53, 10.09.57.

2.Патент ФРГ № 1541931, кл. 21 g 13/16, 1О.1ОЛ4.

3.Патент США N9 248115 X кл. 250-27.5, 26.09.50.

4.Трутень И. Д, и др. Импульсные магнетроны миллиметрового диапазона волн в режиме пространственной гармойваси , Украинский физический журнал т. 20, 1975, Nb 7, с. 1170-1176.

/I «««. f

А- Г

f 4