SU803736A1 - Рел тивистский магнетрон - Google Patents

Description

(54) РЕЛЯТИВИСТСКИЙ МАГНЕТРОН

Изобретение относитс  к технике СВЧ, в частности, к конструкци м сверхмощных р|ел т1и;ви1стски х импульсных Магнет,роло.в, катоды KOTOipbix ра|ботают в режиме взрывной эм-иссии.

Известно, что одной из на более 1сложных Проблем iB .магаетроне  вл етс  гароблема конструкции видов колебаний и обесоечеви  стабильной работы магнетрона на одном рабочем виде колебаний, поскольку в собственно |рез10йато.р;ной системе магнетрона имеютс  благопри тные услови  дл  возбуждени  паразитных видов колебаний.

Изшестан магнетрон, в котором с -целью повышени  скорости :И стабильности нарастани  колебаний ра-бочей частоты создаютс  в начальный момент после подач1и «мпульса анодного напр жени  более благопри тные услов-и  дл  возбуждени  колебаний рабочего вида за счет применени  катода, на эмиттирующей поверхности которого вдоль icилoвыx ЛИНИЙ магнитного пол  располагаютс  р ды коротких штырей с .заостренными концами 1.

Однако при работе катода мапнетрона в режиме взрывной эмиссии длительное использование такой конструкции невозможно из-за сильной эрозии этих штырей, что особенно существенно при (работе с периодическим следованием имлульсов аноднОГО напр жени .

Кроме того, при микросекундной длительности импульса анодного напр жени  повышенна  .напр женность электрического пол  в районе расположени  штырей приводит к пробою промежутка анод-катод и быстрому закорачиванию диода, что ведет к .сокращению длительности .импульса генерируемых колебаний и уменьшению КПД магнетронного генератскра.

Известен рел тивистский магнетрон, содержащий катод с эмиттируюшей поверхностью , анод и источник ма-гноитного пол  2. Катод магнетрона работа-ет IB режиме взрывной эмиссии. При больших скорост х нарастани  анодного .натр жеши  в таком магнетроне .возникают сильные Нбстабильности колебаний пространственного зар да, в результате чего колебани  станов тс  нестабильными , а скорость их установлени  велика, что особенно недопустимо при наносекундной длительности Импульсов.

Целью изобретени  Я вл етс  увеличение скорости возбуждени  магнетрона и обеспечение стабильной работы на одном -рабачеы виде колебаний.

Claims (2)

1. Это достигаетс  тем, что в рел тивистском магнетроне, содержащем катюд, анод и источник магнитного пол , эмиттирующа  inoBiepx,HOCTb катода выполнена ;в виде двух груоп чередующихс  полос, ориентированных вдоль силовых лииий магнитного пол , причем полосы разиых груоп изготовлены из (Материалов с различной .ра-ботой выхода, число полос в Прушпе равло  оимеру рабочего вида колебаний, а .рассто ни  между центрами ПОлос одной группы .рааны. Кроме того, ПОЛОСЫ одной ,гру1п;пы .могут быть выполнены из металла, полосы другой - из диэлектрика. На чертеже схематически изображено поперечное сечение магнетрона, содержащего .катод 1, анод ;2, полосы из металла с больпюй работой выхода или из диэлектрика 3, полосы, выполненные «з .металла с малой работой выхода, 4. Катод соединен с ц.внтр альнЫ|М электродом линии Блю.мл йна или непосредсттвен«о с генер.атором импульсного напр жени . Анод 2 соединен с внешним электродом линии Блюмл йна или заземлен. Магнитное поле на.правлено вдоль оси прибора. Импульс напр жени  приложен .между катодом I и анодам 2 и создает эл.ектрическое поле, перпендикул рное к направлению .магнитного пол . Вывод СВЧэнергии производитс  или от О|дного из резонаторов с помощью волновода, или дифракционно по оси Млгнетрона. Число полос 4 выбирают ра(вным номеру рабочего вида колебаний. Азимутальна  .ширина полосы определ етс  угловой шириной электронной опищы формирующего в пространстве взаимодействи  электронного зар да и может быть .найдена как -,,,. и„,,и, -о -агч. со.ъ где N - число резонаторов анодного блока; Ло - углова  ширина спицы; i/nop- пороговое напр жение рабочего вида колебаний; и а - анодное напр жение; t/m - амплитуда высокочастотного .напр жени  на аноде. Рассто ние между полосами 4 .равно азимутальному периоду высокочастотного пол  рабачего вида колебаний. Очевидно, что полосы 4 следует раопола.гать против ла-мелей анодного (блока. Предлагаемое устройство работает следую1щим образом. В |пер.вый момент времени после .подачи «.мпульса анодного наир жени  за счет  влени  вз|рыв1ной эмиссии начинает формироватьс  неравномерный по азим.уту иростран1СТ1венный зар д (н0ра номер.ность его обусловливаетс  увеличенной эмиссией электронов с полос 4), конфигураци  котораго соответствует .конфигурации высокочастотного пол  рабочего вида колеба.ний. Этот .неравномерный пространственный зар д наво.дит о резонаторах а.нодного блока колебани  рабочего в.и.да. Та.ким образом, уже с момента начала эмиссии электронов .в цро.странстве .взаимодействи  м.агнетрона создаютс  оптимальные услови  дл  поддержани  рабочего вида .колебаний, что обеопечЕвает у.вел.ичение скорости в.озбуждени  .магнетрона и стабильную работу .на рабочем в.иде колебаний . Вв1едение .диэлектрика приводит к возникновению незавершенного разр да по .его поверхности, что способствует образова.нию плазмы. Применение изобретени  позвол ет уменьшить длительность фронта СВЧ-.импульса , устрагаить .флуктуации переднего фронта импульса, о беспечить малый уход частоты от импульса к и.м.пульсу, устранить сдвиг колебаний с рабочего на паразитный вид. Таким образам, :пр.едлагаемый магнетрон позвол ет генерировать сверхмощные СВЧ-импульсы нано- и микросекундной длительности как в одиночном, та.к и в м.ногоимпульсном режимах .и найдет применение в исследова.ни х ino управл ющему термо дерному синтезу, в радиолокаци1 .на св.ерхдальние рассто ни , IB сильновиглощающйхс  средах и т. д. Формула изобретени  1.Рел хввистский магн.етран, содержащий катод с эмиттирующей поверхностью, а.нод-и источник ма.г.нитного пол , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  скорости возбуждени  .мапнетрона IH .обеспечени  стабильной работы на одном рабочем виде колебаний, эмитирующа  ловархность катода выполнена в 1ви.де двух групп чередующихс  пол.ас, ариентнрованных вдоль силовых линий магнитного .пол , причем полосы разных трупп изготовлены из материалов .с различной работой выхода, ч.исло полос в Г1руп:пе равно .номеру рабочего .вида колебаний, а рассто ни  между центрами полос одной г.р.уппы равны. 2.Магнетрон ео ,п. 1, отличающийс   тем, что полосы одной .группы выполнены из металла, полосы другой - из диэлектрика . Источ.н.ики информации, прин тые во БЕймание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР N9 365692, .кл. Н 01 J 25/58, 1972.
2. 2.Диденко А. И. и др. Исследование генерации мощных СЕЧ колебаний с поочощью .рел тивистского магнетрона. Письма в ЖТФ, т. 4, вып. 1, 1978 (прототип).