Claims (2)
Целью изобретени вл етс повыщенне эффективности использовани магнитотвердого материала при одновременном снижении погрешности воспроизведени заданного в рабочем пространстве магнитного пол , уменьшение толш,ины рма, внешнего диаметра и веса мультипольной линзы, а также увеличение и регулировка рабочего пол . Цель достигаетс тем, что в линзе, содержащей рмо и четыре магнитотвердых круглых цилиндрических стержн , в последний введены дополнительные стержни. Стержни устанавливаютс в несколько р дов по окружност м вокруг аппаратуры. С целью регулировки величины рабочего пол в линзу введено устройство, смещающее в азимутальном направлении один р д или группу р дов относительно другого р да или группы р дов. На чертеже изображена четверта часть однор дной шестнадцатистержневой линзы мультипольности К (К 1,2,3...), причем рмо не показано. (Ось Z перпендикул рна плоскости чертежа XOY). Цель обеспечиваетс тем, что в чейках немагнитного держател 1 на одинаковых .рассто ни х от оси линзы равномерно по азимуту устанавливаютс круглые цилиндрические стержни 2 так, чтобы угол oi между вектором намагниченности Г стержн с текущим номером i и радиус вектор центра сечени этого стержн Ri удовлетвор л соотношению i i К Yi, где К-азимутальна частота воспроизвоДИМОЙ гармоники пол (К 1.2...), Yi - пол рный угол центра сечени стержн с номером в цилиндрической системе координат г, , Z (ось Z совмещена с осью линзы ). Радиус R окружности, на которой располагаютс центры сечений стержней первого р да, и радиус сечени стержней выбираютс так, чтобы обеспечить заданную апертуру линзы радиуса г. Стержни второго и каждого следующего р да линзы располагаютс аналогично стержн м первого р да, причем количество стержней в каждом р ду многор дной линзы и их радиусы поперечного сечени могут отличатьс друг от друга, а магнитные моменты стержней одного и того же р да, воспроизвод щих одну и ту же гармонику пол , должны быть одинаковыми. Другое отличие предлагаемой линзы состоит в том, что в линзе может быть установлено устройство, позвол ющее смещать в азимутальном направлении один р д (или группу р дов) относительно другого р да (или группы р дов). Поле линзы, воспроизвод щей единственную гармонику .. и содержащей J р дов стержней, имеет гармоники других частот , по вл ющиес из-за дискретности рас пределени магнитного материала в линзе , которые в сумме дают искажение ДВ основной гармоники В| . В частности при плотной упаковке линзы магнитным материалом стержней и одинаковом количестве стержней N во всех р дах при равенстве радиусов поперечных сечений стержней в пределах каждого р да амплитуда основной гармоники пол находитс из соотношени : BK(0-23nN Slr,(J.k,0){)- fij где Т (J, k, 0) определ етс соотношени ми; Т (J, 1,0)J, а при всех других соотношени х k и п T-(k+nN-H; . . MH-Sihar/N/ T(J-,n)2 l /|-3iny/M -- N где I -f модуль намагниченности стержней I, одинаковой дл всех стержней линзы; Ri - радиус окружности, на которой расположены центры сечений стержней первого р да. Наибольша величина искажени ДВ в такой линзе определ ет погрещност; S воспроизведени основной гармоники Вц : Г (,л,о).1(|,Гт(.,к,).&) Точность воспроизведени основной гармоники пол линзы прин то характеризовать величиной погрешности $ на условном радиусе г ГУ, который обычно полагают равным .75.Го. Как видно из выражени (2) при безграничном увеличении чис-. ла стержней и р дов погрешность 3 стремитс к нулю. На основании этого свойства стержневых многор дных линз, справедливого и при всех других способах упаковки линзы .магнитными стержн ми, выбираетс необходимое количество стержней и р дов так, чтобы удовлетвор лось требование 3(P)4S, где 3 -предельно допустима погрешность на радиусе г . Расчет линзы дл произвольной частоты рабочей гармоники пол k ведетс путем определени числа стержней в р дах, количества р дов, намагниченности I при обеспечении заданной амплитуды рабочей гармоники пол и заданной предельно допустимой погрешности. При этом, например, дл плотноупакованной линзы используют выражени (1), (2) и (3). Например, если требуетс найти размеры диполной линзы при В 1КГС, радиусе апертуры го 1 см, предельно-допустимой погрешности 0,01 на условном радиусе г 0,75г ,75 см, то в плотноупакованной линзе при использований магнитного сплава Sn,CO5 с величиной остаточной индукции Вр достаточно согласно выражени м (1) и (2) установить р д, содержащий стержней. Внешний диаметр этой линзы при оавен 33 мм, а R 3,3 мм. Рассе нное поле в предлагаемой мультипольной линзе обусловлено неполной компенсацией потоков, создаваемых каждым стержнем во внешнем пространстве, и быстро уменьшаетс с увеличением числа стержней. По этой причине необходима толщина рма существенно меньще, чем в прототипе, а при большом количестве стержней применение рма с целью увеличени рабочего пол линзы становитс неэффективным н его можно не использовать. Регулировка величины рабочей гармоники пол осуществл етс путем смещени в азимутальном направлении одного р да (или группы р дов) относительно другого р да (или группы р дов). Если рабочие магнитные потоки, создаваемые всеми р дами , совпадают, то рабочее поле максимально . При угле относительно поворота между смещаемыми р дами равном ® величина результирующего пол выражаетс равенством Bi-flB,biCos кв , где Bi и В г- величины полей в апертуре, которые создают кажда из смещаемых групп р дов по отдельности. Применением р дов, отвечающих различным значени м коэффициента к, можно измен ть гармонический состав пол в апертуре линзы и в частности осуществить компенсацию нежелательных гармоник, создаваемых другими р дами стержней. Преимущества предлагаемой линзы определ ютс тем, что при возрастании числа стержней в р ду и добавлении дополнительных р дов повыщаетс точность воспроизведени рабочей гармоники пол , а во внещнем пространстве рассе нное поле уменьщаетс . При этом отпадает необходимость примен ть полюсные наконечники и рмо, что позвол ет уменьшить внешний диаметр линзы, возникает возможность наращивать поле и регулировать его величину и гармонический состав, что недостижимо в линзе (по прототипу). Формула изобретени 1. Мультипольна линза с круговой апертурой, содержаща однородно намагниченные перпендикул рно диаметральному сечению круглые цилиндрические стержни из магнитотвердого материала, установленные в чейках немагнитного держател па раллельно оси линзы, равномерно по азимуту , а также магнитом гкие рмо, насаживаемое на держатель снаружи, отличающа с тем, что, с целью увеличени рабочего пол , уменьщени пол рассе ни снижени погрещности воспроизведени рабочей гармонии пол , уменьшени внешнего диаметра и веса линзы в чейках держател установлены р ды стержней, вектор намагниченности каждого из которых образует с радиус-вектором центра сечени этого стержн угол в k раз больший, чем угол между этим радиус-вектором и пол рной осью, наклоненной к медианной плоскости линзы под углом К где величина коэффициента k равна азимутальной частоте воспроизводимой гармоники рабочего пол . 2. Мультипольна линза по п. 1, отличающа с тем, что, с целью регулировки величины рабочего пол в линзе установлено устройство смещени в азимутальном направлении одного р да или группы р дов относительно другого р да или группы р дов . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Мельников Ю. А. Посто нные магниты электровакуумных приборов СВЧ. М., «Советское радио, 1967, с. 138. The aim of the invention is to increase the efficiency of use of a hard magnetic material while simultaneously reducing the reproduction error of a magnetic field specified in the working space, reducing the thickness, thickness of the magnetic field, outer diameter and weight of the multipole lens, as well as increasing and adjusting the working field. The goal is achieved by the fact that in the lens containing rmo and four magnetically hard round cylindrical rods, additional rods are introduced into the latter. The rods are mounted in several rows around the circumference of the apparatus. In order to adjust the size of the working field, a device is introduced into the lens, displacing one row or group of rows in the azimuthal direction relative to another row or group of rows. The drawing shows the fourth part of a single sixteen-pole multipolarity lens K (K 1,2,3 ...), and the RM is not shown. (The Z axis is perpendicular to the XOY drawing plane). The goal is ensured by the fact that round cylindrical rods 2 are uniformly azimuthally installed in the cells of the nonmagnetic holder 1 at the same distance from the lens axis so that the angle oi between the magnetization vector G of the rod with the current number i and the radius of the center of the section of this rod Ri l is the ratio ii K Yi, where K is the azimuthal frequency of the reproducible harmonic field (K 1.2 ...), Yi is the polar angle of the center of section of the bar with the number in the cylindrical coordinate system r,, Z (the Z axis is aligned with the axis of the lens). The radius R of the circle on which the centers of the cross sections of the rods of the first row are located, and the radius of the cross sections of the rods are chosen so as to provide a predetermined aperture of the lens of the radius g. The rods of the second and each next row of lenses are arranged similarly to the rods of the first row, with the number of rods in each The row of multi-lens and their cross-sectional radii may differ from each other, and the magnetic moments of the rods of the same row reproducing the same harmonic field must be the same. Another difference of the proposed lens is that a device can be installed in the lens, allowing one row (or group of rows) to be displaced in the azimuthal direction relative to the other row (or group of rows). The field of a lens reproducing a single harmonic .. and containing J rows of rods has harmonics of other frequencies appearing due to the discreteness of the distribution of magnetic material in the lens, which in total gives distortion of the main harmonic B | . In particular, when the lens is densely packed with magnetic material of rods and the same number of rods N in all rows with equal radii of cross sections of the rods within each row, the amplitude of the main harmonic field is from the relation: BK (0-23nN Slr, (Jk, 0) { ) - fij where T (J, k, 0) is defined by the relations; T (J, 1,0) J, and for all other ratios k and n T- (k + nN-H; .. MH-Sihar / N / T (J-, n) 2 l / | -3iny / M is N where I is the magnetization modulus of the rods I, the same for all rods of the lens, Ri is the radius of the circle on which the centers of sections of the rods are of the first row are located. The greatest distortion value of the DV in such a lens determines the errors; : R (, l, o) .1 (|, rm (., K,). &Amp;) Accuracy of reproduction of the main harmonic of the lens field is usually characterized by the magnitude of the error $ on the conditional radius r of rG, which is usually assumed to be equal to .75. R How to The bottom of the expression (2) with an unlimited increase in the number of rods and rows of error 3 tends to zero. On the basis of this property of multi-core rod lenses, which is also true for all other ways of packaging a lens with magnetic rods, the required number of rods and rows so that the requirement 3 (P) 4S is satisfied, where 3 is the maximum permissible error per radius. The lens is calculated for an arbitrary frequency of the working harmonic field k by determining the number of rods in rows, the number of rows, the magnetization I at o ensuring the specified amplitude of the working harmonic of the floor and the specified maximum permissible error. In this case, for example, for a close-packed lens, expressions (1), (2) and (3) are used. For example, if it is required to find the dimensions of a dipole lens with V 1KGS, a radius of aperture of 1 cm, a maximum permissible error of 0.01 at a conditional radius of 0.75 g, 75 cm, then in a close-packed lens when using a magnetic alloy of Sn, CO5 with a residual value induction BP is sufficient according to expressions (1) and (2) to establish a series containing rods. The outer diameter of this lens is 33 mm, and R is 3.3 mm. The diffuse field in the proposed multipole lens is due to incomplete compensation of the fluxes created by each rod in the outer space, and quickly decreases with an increase in the number of rods. For this reason, the thickness of the PM is required substantially less than in the prototype, and with a large number of rods, the use of the PM to increase the working area of the lens becomes ineffective and it can be omitted. Adjusting the magnitude of the working harmonic field is carried out by shifting in the azimuthal direction of one row (or a group of rows) relative to another row (or a group of rows). If the working magnetic fluxes created by all the series coincide, then the working field is maximal. At an angle relative to the rotation between the displaceable rows equal to ®, the magnitude of the resulting field is expressed by the equality Bi-flB, biCosq, where Bi and B are the values of the fields in the aperture, which create each of the displaceable groups of rows separately. By using series corresponding to different values of the coefficient k, it is possible to change the harmonic composition of the field in the lens aperture and, in particular, to compensate for unwanted harmonics created by other rows of rods. The advantages of the proposed lens are determined by the fact that as the number of rods increases in a row and additional rows are added, the accuracy of the working harmonic field increases, and the diffused field in external space decreases. In this case, there is no need to use pole pieces and Rmo, which allows reducing the outer diameter of the lens, it becomes possible to increase the field and adjust its size and harmonic composition, which is unattainable in the lens (according to the prototype). Claims 1. A multipole lens having a circular aperture, comprising uniformly magnetized perpendicularly to the diametral section of circular cylindrical rods of magnetic material mounted in cells nonmagnetic holder is parallel to the lens axis, uniformly in azimuth as well as soft magnetic yoke, is placed on the outside of the holder, characterized so that, in order to increase the working floor, to reduce the floor, to dissipate the reduction in the error of reproduction of the working harmony, to reduce the external diameter and weight and the lenses in the holder cells set the rows of rods, the magnetization vector of each of which forms with the radius vector of the center of the cross section of this rod an angle k times greater than the angle between this radius vector and the polar axis tilted to the median plane of the lens at an angle K where the value of the coefficient k is equal to the azimuthal frequency of the reproduced harmonic of the working field. 2. The multipolar lens according to claim 1, characterized in that, in order to adjust the size of the working field in the lens, a device is set in the azimuthal direction of one row or group of rows relative to another row or group of rows. Sources of information taken into account in the examination 1. Yu.A. Melnikov. Permanent magnets of vacuum microwave microwave devices. M., “Soviet Radio, 1967, p. 138.
2.Свенсон Д. А. и др. Ускор юща и фокусирующа система дл ПИГМИ. Труды X Международной конференции по ускорител м зар женных частиц высоких энергий, т. I Серпухов, 1977, с. 295 (прототип ).2. Svensson, D. A., et al. Accelerating and Focusing System for PIGMI. Proceedings of the X International Conference on Accelerators of High-Energy Charged Particles, Vol. I Serpukhov, 1977, p. 295 (prototype).