Честотен гъвкав магнетрон
Употреба: в електронното инженерство, по-специално в устройства с честотна гъвкавост. Същността на изобретението: за да се осигури възможност за регулиране и промяна на скоростта на настройка и средната честота на обхвата на честотната гъвкавост на магнетрона, готов за работа, както и за повишаване на термичната стабилност и надеждност на механизма за настройка и магнетрона като цяло, в магнетрон с честотна гъвкавост, включително регулируем елемент, движещ се по оста на магнетрона, фиксиран върху корпуса на магнетрона с поне един еластичен елемент, поне един еластичен елемент е прикрепен към корпуса на магнетрона през най-малко един допълнителен еластичен елемент, използващ подвижен елемент, като например втулка с резба. 2 сек. стр. f-ly, 1 ил.
Изобретението се отнася до техниката на микровълнови електронни устройства и по-специално до устройството на магнетронни генератори и може да се използва в радар, комуникации и други области на техниката за генериране на честотно регулируеми микровълнови сигнали.
Известен магнетрон [1], в който по оста на магнетрона се движи елемент за настройка на честотата, фиксиран върху корпуса на магнетрона с две плоски пружини. Елементът за настройка се задвижва от електромагнитно задвижване (соленоид със сърцевина, фиксирана върху елемента за настройка).
Настройката се управлява от соленоид при честоти под резонансната честота на механичната резонансна верига, образувана от масата на настройващия елемент и твърдостта на пружините.
Най-важният недостатък на този метод за настройка на честотата е голямата мощност, консумирана от задвижването на механизма за настройка (особено при високи скорости на настройка) и ограничението на скоростта.регулиране чрез механично резонансно регулиране на окачващия елемент.
Известни са и магнетрони [2], които използват резонансно окачване на настройващия елемент с помощта на еластични елементи. В този случай скоростта на настройка може значително да се увеличи и мощността, консумирана от задвижването (възбудителя), може да бъде намалена.
Настройващият елемент, снабден със средство за движение по оста на магнетрона, движещ се по оста на магнетрона, е фиксиран в неподвижния корпус на магнетрона с помощта на поне един еластичен елемент под формата на плоски S-образни пружини. Механизмът за настройка работи на честота, дължаща се на механичен резонанс. Резонансната честота може да се промени чрез въвеждане на спирална пружина в движещия се елемент (във вакуумната част на магнетрона). Възбуждането на трептенията става с помощта на електромагнитно задвижване (възбудител).
Недостатъците на споменатия магнетрон включват невъзможността за подмяна или регулиране на еластичните елементи, липсата на фина настройка на резонансната честота на механичната верига и средната честота на диапазона на бърза настройка на магнетрона, лошото отстраняване на топлината от структурните елементи на механизма за настройка чрез S-образни и спирални пружини. Елементът на ненадеждността на този магнетрон е първоначалната деформация на плоските пружини, върху които е фиксиран настройващият елемент, свързана с въвеждането на спирална пружина. Тази деформация ограничава зоната на еластична деформация на пружините и следователно тяхната циклична якост и надеждност. В допълнение, поставянето на спирална пружина вътре в движещия се елемент изисква увеличаване на неговите размери и тегло и следователно води до повишена консумация на енергия, увеличаване на натоварването на еластичните елементи и намаляване на резонансната честота на механизма за настройка.
По този начин,поради невъзможността за подмяна и регулиране на еластичните елементи в вакуумирания магнетрон е невъзможно да се промени и регулира скоростта на бърза настройка и средната честота на диапазона на бърза настройка на магнетрона и поради първоначалната деформация на плоските пружини и лошото отстраняване на топлината от структурните елементи на магнетрона, надеждността на механизма за настройка и магнетрона намалява.
Целта на изобретението е да настрои честотата на вакуумирания магнетрон, както и да повиши термичната стабилност и надеждността на механизма за настройка и магнетрона.
Целта се постига чрез факта, че в магнетрон с бърза настройка на честотата, включващ регулиращ елемент, движещ се по оста на магнетрона, оборудван със средство за движение по оста на магнетрона, фиксиран върху тялото му с помощта на поне един еластичен елемент, между който и тялото има поне един допълнителен еластичен елемент с твърдост, различна от твърдостта на основния еластичен елемент, и снабден с подвижен елемент по оста на магнетрона. Предложената промяна в дизайна осигурява значителни предимства на предложения магнетрон пред прототипа, по-специално ви позволява да регулирате средната честота на обхвата на бърза настройка и скоростта на настройка на честотата на магнетрона; заменете еластичните елементи на вакуумирания магнетрон с други с променена твърдост и, следователно, с различна резонансна честота на механичната верига, която определя честотната гъвкавост; използвайте за производството на еластични елементи материал с висока топлопроводимост, който е претърпял специална термична обработка и не може да издържи на високотемпературно запояване (например подобрен бронз BrB2); реализират минималната маса на подвижния елемент и минималната деформация на използваните пружини, коитоосигурява максимална издръжливост, надеждност и икономичност на честотно пъргавия механизъм; за извършване на бърза настройка на честотата и нейната бавна настройка с един елемент, което дава възможност да се използва анодната страна, противоположна на механизма за настройка, за да се осигури добро отвеждане на топлината, като по този начин се осигурява повишена устойчивост на топлина и надеждност на магнетрона, а също така ви позволява да създавате бързо регулируеми магнетрони с висока мощност.
Чертежът показва един от вариантите на дизайна на механизма за гъвкавост на честотата с електромагнитно задвижване на предложения магнетрон.
В това изпълнение възстановяващият елемент 1 е фиксиран върху еластичните елементи 2, направени под формата на плоски пружини. Еластичните елементи 2 са прикрепени към тялото на магнетрона 4 с помощта на допълнителни еластични елементи 3 (например конусни пружини). Наличието на еластични елементи 3 позволява да се подобри качеството на закрепване на еластичните елементи 2 към тялото на магнетрона (за да се премахнат празнините между втулката 7 и еластичните елементи 2, свързани с промяната на дебелината на уплътненията 5, 6 и еластичните елементи 2). Въртящият момент при закрепване на еластичните елементи от втулката 7 е 30-100 kgf x cm. Задвижването на механизма за настройка 10 е прикрепено към магнетрона с помощта на втулка 8 и винтове 9, притискащи задвижването към фланеца на магнетрона 11 през втулката 12 с отвори за ториран ключ, което осигурява надеждността на закрепването на втулката 8 и еластичните елементи 2 към настройващия елемент. Котвата 13, фиксирана върху втулката 8 и чрез нея свързана с настройващия елемент 1, е поставена вътре в статора 14, който включва четири намотки 15 и двеядро 16 C-образно, между които са поставени два постоянни магнита 17.
По време на работа захранващото напрежение на задвижването се прилага към намотките на статора с честота, равна на честотата на механичната резонансна верига, образувана от масата на настройващия елемент, включително втулката 8 и арматурата 13, и еластичните елементи 2, 3. Арматурата се привлича на свой ред към полюсите на сърцевините, задвижвайки настройващия елемент, върху който е фиксиран.
Регулирането на средната честота на обхвата на бърза настройка на магнетрона и скоростта на настройка на честотата се извършва поради деформацията на еластичните елементи 3 чрез завъртане на резбовата втулка 7 с помощта на специален ключ, който може да бъде свързан с задвижването, предназначено за настройка. Смяната на еластичните елементи 2 и 3 се извършва след отстраняване на задвижването на регулиращия механизъм 10 и втулката 7.
Инсталирането на еластични елементи с променени размери или твърдост позволява значително да се промени скоростта на настройка на честотата и средната честота на честотния диапазон на гъвкавост, както и да се увеличи издръжливостта и надеждността на механизма за бърза настройка при замяна на износените еластични елементи с нови, еквивалентни на премахнатите.
Ефективността на предложеното техническо решение се определя от факта, че ви позволява точно да зададете средната честота на обхвата на бърза настройка на магнетрона и скоростта на настройка на честотата; да извършва работата на един магнетрон при няколко пъти различни скорости на настройка на честотата; да реализира най-доброто отвеждане на топлината от механизма за гъвкавост на честотата от резонансен тип, което прави възможно постигането на високи енергийни характеристики на магнетрона; да реализира минимална маса на подвижния елемент и минимална деформация на еластичните елементи и на тази осносигуряват максимална надеждност, издръжливост и икономичност на честотно подвижния механизъм; за извършване на бърза настройка на честотата и нейната бавна настройка от един елемент, без да се нарушава отвеждането на топлината от анода от страната, противоположна на механизма за настройка, което е много важно за магнетроните с висока мощност.
Важно предимство на предложеното решение е освен това, че дизайнът и технологията на производство на вакуумната част на магнетрона са практически еднакви за магнетрон с бърза и традиционна бавна настройка на честотата, което осигурява висока надеждност на основните компоненти на магнетрона.
1. МАГНЕТРОН С БЪРЗА НАСТРОЙКА НА ЧЕСТОТАТА, включващ регулируем елемент, снабден със средство за движение по оста на магнетрона и фиксиран върху тялото му с поне един еластичен елемент, характеризиращ се с това, че за да се настрои честотата на вакуумирания магнетрон и да се повиши термичната стабилност и надеждността на регулируемия елемент, поне един допълнителен еластичен елемент е разположен между еластичния елемент и тялото на магнетрона, имащ твърдост, различна от твърдост на основния еластичен елемент и снабден с елемент за преместване по оста на магнетрона.
2. Магнетрон съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че като допълнителен еластичен елемент се използва дисковидна, цилиндрична или тороидална пружина.
3. Магнетрон съгласно параграфи. 1 и 2, характеризиращ се с това, че закрепването на допълнителния еластичен елемент е подвижно.