М-тип микровълново устройство с коаксиален енергиен изход - Патент България 2287202 - Александър Ляшенко
Настоящото изобретение се отнася до М-тип микровълнови устройства с радиално подредени коаксиални мощностни изходи. Наличието на мощни електромагнитни полета в устройството допринася за навлизането на електрони от пространството на взаимодействие в областта между вътрешния и външния проводник на коаксиалния енергиен изход. Това води до ускоряване на електроните и възникване на вторична емисия на електрони от енергийните изходни елементи. Техническият резултат е увеличаване на изходната мощност на устройството и защита срещу разрушаване и повреда на енергийните изходни елементи, вакуумно уплътнение. За да се предотврати навлизането на електрони в областта между външния и вътрешния проводник на коаксиалния изход, на входа на коаксиалната част е поставен диск, чийто диаметър е равен или по-голям от диаметъра на външния проводник на коаксиалния изход. 4 ил.
Чертежи към патент България 2287202
Настоящото изобретение се отнася до областта на електровакуумните устройства, по-специално за мощни М-тип микровълнови устройства с радиално разположени енергийни изходи.
Известни са устройства от тип M с радиални енергийни изходи, например платинотрон (амплитрон) QK 434 (1), който има забавяща система и катоден възел, образуващ пространство за взаимодействие, радиално разположени коаксиални енергийни изходи в центъра на пространството за взаимодействие и магнитна система, която образува магнитно поле, насочено по оста на устройството.
Известен е непрекъснат магнетрон М-146, който е избран като прототип, имащ резонаторна система и катоден възел, образуващ пространство за взаимодействие на магнетрона, магнитна система, която създава магнитно поле, насочено по оста на устройството, и изходенергии от коаксиален тип, разположени радиално спрямо пространството на взаимодействие и в неговия център (2, 3). Недостатък на известната конструкция е възможността за попадане на електрони от пространството на взаимодействие в областта между вътрешния и външния проводник на коаксиалния енергиен изход. Наличието на мощни микровълнови електромагнитни полета в тази област води до факта, че електроните ще взаимодействат с тези полета, което ще доведе до тяхното ускорение, появата на вторична електронна емисия от енергийните изходни елементи. Това явление при достатъчно високи нива на мощност може да доведе до допълнителни загуби в изходната мощност на устройството и до разрушаване и повреда на елементите за извеждане на енергия (вътрешен проводник за изход на енергия, вакуумно уплътнение).
Предложен е дизайн на радиален коаксиален изход на мощност за устройство от тип M, лишен от посочените недостатъци. В предложената конструкция, за да се предотврати навлизането на електрони в зоната между външния и вътрешния проводник на коаксиалния изход на мощност, върху вътрешния проводник на изхода на мощност на входа на коаксиалната част е поставен диск, чийто диаметър е равен или по-голям от диаметъра на външния проводник на изхода на коаксиалната мощност.
Необходимото количество връзка с микровълновия товар се осъществява чрез избор на размера на диска и диаметъра на вътрешния проводник на коаксиалния изход.
Фигура 1 показва диаграма на добре познат дизайн, където: 1 - резонаторна система (анод), 2 - катод, 3 - вътрешен енергиен изходен проводник, 4 - външен енергиен изходен проводник, 5 - магнитна система. Фигура 2 показва разрез по линията A-A.
Фигура 3 показва дизайна на предложената радиална коаксиална изходна мощност със защитен диск, където: 1 - резонаторна система,образуващ анода, 2 - катод, 3 - вътрешен енергиен изходен проводник, 4 - външен енергиен изходен проводник, 5 - магнитна система, 6 - защитен диск. Фигура 4 показва разрез по линията A-A.
Предложеният дизайн на коаксиалния изход на мощност беше тестван при разработването на мощен непрекъснат магнетрон с изходна мощност 50 kW, работещ на честота 2450 MHz. При външен диаметър на проводника 10 mm и диаметър на защитния диск 11 mm се получава следната зависимост на външния качествен фактор Qext от диаметъра на вътрешния проводник d. При промяна на диаметъра на вътрешния проводник d от 5 до 7 mm стойността на външния качествен фактор Qin се промени от 64 на 151. В този случай стойността на нулевия качествен фактор Q0 беше равна на 1000.
1. Кафяв. Платинотрон (амплитрон и стабилотрон). "Електронни микровълнови устройства с кръстосани полета", том 2, стр. 155-193. Москва, Издателство за чуждестранна литература, 1961 г.
2. Технически доклад за развойна работа: "Разработване на непрекъснат магнетрон с изходна мощност 10 kW за мощни микровълнови нагревателни инсталации с честота 2450 MHz", (код "Водолаз"), Саратов, 1993 г., "ОКБ - Тантал".
3. Технически характеристики на магнетрон M - 146 ABUK.433160.036 TU, 1994 г.
ИСК
Микровълново устройство тип M с коаксиален енергиен изход, имащо система за забавяне и катод, образуващ пространство за взаимодействие на устройството, магнитна система, образуваща магнитно поле, насочено по оста на устройството, и радиално разположен коаксиален енергиен изход в центъра на пространството за взаимодействие, характеризиращо се с това, че върху вътрешния проводник на коаксиалния енергиен изход на входа на коаксиала е поставен диск, чийто диаметър е равен или по-голям от диаметъра на външния проводник на изходната коаксиална енергия.