| Приоритети: | Употреба: радар, комуникации, микровълново нагряване, включително плазма, изследвания на термоядрения синтез. Същността на изобретението: поради използването на керамичен материал с отложен метален филм в конструкцията на цилиндричната стена на анодния резонаторен блок на коаксиалния магнетрон, нивото на паразитния режим на трептене с прорези се намалява, което позволява да се повиши стабилността на ефективността на магнетрона. 4 т.п. f-ly, 12 ил.
Чертежи към патент България 2022391
Изобретението се отнася до електронното инженерство, по-специално до коаксиални магнетрони (CM), включително обърнати коаксиални магнетрони (OCM).
Целта на изобретението е да се повиши стабилността и ефективността на коаксиалния и инвертирания коаксиален магнетрон.
Целта се постига чрез факта, че в резонаторната система на KM и OCM, която има стабилизиращ резонатор, цилиндрична метална стена със съединителни прорези, към които приляга керамичен цилиндър, аноден резонаторен блок с ламели, метална стена със съединителни прорези е направена под формата на филм, нанесен върху поне една повърхност на керамичния цилиндър. Ламелите могат да бъдат изработени от керамика, върху чиято повърхност е нанесен метален филм. Метална стена със съединителни процепи може да бъде поставена върху повърхността на керамичния цилиндър, обърната към стабилизиращия резонатор, и ламелите се фиксират в отворите, направени в керамичния цилиндър. В керамичния цилиндър в областта на слотовете за свързване, презили слепи жлебове.
При нанасяне на метално покритие както върху вътрешната, така и върху външната повърхност на керамичния цилиндър, свързващите междини трябва да бъдат направени както върху вътрешното, така и върху външното метално покритие и разположени една срещу друга.
На участъците от цилиндричната повърхност на керамичния цилиндър, съседни на комуникационните слотове и незаети от метално покритие, е възможно да се направят несквозни или проходни жлебове, предназначени да намалят диелектричните загуби в комуникационните слотове, където се осъществява максималната концентрация на високочестотното поле.
Възможно е керамичният цилиндър и ламелите да се изработят като едно цяло от керамичен материал, като металното покритие се нанася върху ламелите и поне върху повърхността на керамичния цилиндър, обърната към забавящата система. С тази опция е възможно да се направят непроходни или проходни жлебове върху участъците от цилиндричната повърхност на керамичния цилиндър, граничещи с комуникационните слотове и незаети от метално покритие, предназначени да намалят диелектричните загуби в комуникационните слотове, където се осъществява максималната концентрация на високочестотното поле.
Възможно е отделно изработване на ламелите и керамичния цилиндър от топлопроводима керамика с ниски диелектрични загуби, последвано от метализиране на ламелите и фиксирането им в керамичния цилиндър наравно с повърхността му към стабилизиращия резонатор, в прозорците, направени в керамичния цилиндър. Ламелите са фиксирани по такъв начин, че има контакт с метално покритие, направено върху повърхността на керамичния цилиндър, обърната към стабилизиращия резонатор.
Възможно е и метално покритие само върху тази част от ламелите, която не е включена в предназначението на дограматаза да ги фиксира и поне върху повърхността на керамичния цилиндър, обърната към системата за забавяне.
При този вариант е възможно да се направи керамичен цилиндър от два кухи цилиндъра, съседни един на друг в краищата и здраво закрепени един към друг, поне единият от които има проходни прозорци за фиксиране на ламелите. Също така е възможно да се направят непроходни или проходни жлебове в зоните на цилиндричната повърхност на керамичния цилиндър, съседни на съединителните процепи и незаети от метално покритие, предназначени да намалят диелектричните загуби в съединителните прорези, където се осъществява максималната концентрация на високочестотното поле.
Металното покритие на цилиндричното тяло има минимална дебелина (която е приблизително 2-3 пъти по-голяма от дълбочината на проникване на електромагнитното поле в метала), например в двусантиметровия диапазон на дължина на вълната и в случай на използване на мед като материал за покритие, дебелината му е около 10 μm.
Не са намерени известни технически решения, съдържащи подобни отличителни характеристики.
На фиг. 1-4 са показани резонаторни системи КМ (фиг. 1, 2) и ОКМ (фиг. 3, 4) с метални ламели и керамичен цилиндър; на фиг. 5, 6 показва фрагмент от KM резонаторна система с керамични метализирани ламели; на фиг. 7, 8 показват фрагмент от керамичен цилиндър на резонаторната система OCM, изработен с ламели като цяло от керамичен материал; на фиг. 9, 10 показва фрагмент от КМ резонаторна система с частично метализирани керамични ламели и проходни жлебове в керамичния цилиндър (съединителни процепи); на фиг. 11, 12 показва версии на керамичния цилиндър на резонаторната система KM и OCM от два керамични кухи цилиндърасъответно.
На фиг. Фигури 1-4 показват съответно резонаторните системи KM и OCM. Керамичният цилиндър 1 е изработен от керамичен материал с ниски диелектрични загуби и висока топлопроводимост, например берилиева керамика, в която са направени прозорци 2, предназначени за твърдо фиксиране (например чрез запояване) метални (например молибденови) ламели 3 в тях.ом цилиндър.
Керамичният цилиндър е покрит, например чрез разпръскване, с метално покритие 4 (например мед), чиято дебелина трябва да бъде 2-3 пъти дълбочината на проникване на електромагнитното поле в метала.
В пример за специфично изпълнение, металното покритие 4 се нанася само от страната на стабилизиращия резонатор 5 и върху краищата на ламелите, прилежащи към покритата с метал повърхност на керамичния цилиндър, за да се постигне надежден електрически контакт на покритието 4 с металните ламели 3. За свързване на забавящата система със стабилизиращия резонатор 5, керамичният цилиндър 1 има зони с неметално покритие - свързващи междини 6, получени например чрез нанасяне на метално покритие през маска, така че тези зони да са тесни надлъжни прорези в металното покритие (например правоъгълни, направени за всеки втори резонатор) на блока на анодния резонатор.
На фиг. 5, 6 показва вариант на резонаторна система KM, в която ламелите 3 са изработени от керамичен материал и са предварително, преди да бъдат фиксирани, напълно покрити с метал 7, например мед, чрез разпръскване. Ламела 3 с покритие 7 твърдафиксирани в прозорците 2, направени в керамичния цилиндър 1, например чрез запояване. Металното покритие 4 в примера на специфична конструкция е нанесено само отстрани на стабилизиращия резонатор и върху краищата на керамичния цилиндър. Метализирането на краищата на керамичния цилиндър може да се използва за последващо фиксиране (запояване) на керамичния цилиндър към други елементи на конструкцията на магнетрона. Осцилиращата система на OKM (не е показана на чертежа) също може да има подобна конструкция.
На фиг. 7 и 8 показват вариант на резонаторна система OCM, при която керамичният цилиндър 1 с ламели 2 е изработен, например, чрез отливане като цяло от керамичен материал. В примера за конкретно изпълнение металното покритие се нанася върху цялата повърхност на керамичния цилиндър, с изключение на зоните, които образуват свързващите междини 6. Тези свързващи прорези са направени един срещу друг в металното покритие 4 както върху външната, така и върху вътрешната цилиндрични повърхности на цилиндъра 1, например чрез пръскане през маска. Резонаторната система KM (не е показана на чертежа) също може да има същия дизайн.
На фиг. 9, 10 показва вариант на резонаторна система КМ, в която ламелите 3 са изработени от керамичен материал и са здраво закрепени в прозорците 2 на керамичния цилиндър 1, например чрез запояване със стъклоцимент. Металното покритие 4 в примера на конкретно изпълнение се нанася върху повърхността на керамичния цилиндър 1, обърната към анодния резонаторен блок, и ламелите 3, след като са фиксирани в керамичния цилиндър. Освен това, в примера на специфичен дизайн, съединителните прорези са направени чрез оформяне на правоъгълни жлебове в керамичния цилиндър и металното покритие 4. Конструкцията на резонаторната система OCM може да бъде подобна (не е показана на чертежа).показано).
На фиг. Фигури 11, 12 показват версии на керамичния цилиндър KM и OCM, съответно, от два керамични кухи цилиндъра (и двете опции могат да се използват както за KM, така и за OCM).
На фиг. 11 показва керамичен цилиндър КМ, изработен от два керамични кухи цилиндъра 8, 9, имащи жлебове 10, направени един срещу друг и образуващи прозорци, когато тези цилиндри са неподвижно свързани в краищата, предназначени за последващо фиксиране в тях на ламели 3. Ламелите 3, монтирани между двата цилиндъра 8 и 9 и самите цилиндри 8, 9, са твърдо свързани, например чрез запояване.
На фиг. 12 показва керамичен цилиндър ОКМ, в който жлебовете 10 са направени в единия от керамичните цилиндри 8, а другият цилиндър 9 няма жлебове и е твърдо свързан в края с цилиндъра 8 от страната на жлебовете 10, образувайки прозорци за фиксиране на ламелите 3. Ламелите 3, монтирани между двата цилиндъра 8 и 9 и самите цилиндри 8, 9 са здраво свързани, например чрез запояване.
Изпълнението на свързващите междини в металното покритие може да бъде такова, че в местата на образуване на тези свързващи междини върху керамичния цилиндър да има непроходни жлебове, показани на фиг. 7, 8. Такива жлебове могат да възникнат, например, когато се правят съединителни процепи в метално покритие чрез шлайфане.
Освен това са възможни различни комбинации от варианти на метални покрития на керамичния цилиндър 1 на резонаторната система KM и OCM. Например, на фиг. 1-4, покритието може да се извърши както върху външната, така и върху вътрешната повърхност на керамичния цилиндър.
Възможности за нанасяне на метално покритие 4 и избор на материал на ламели 3 в конструкциите, показани на фиг. 11, 12 може да бъде всеки от изброените по-горе (показани на фиг. 1 - 10) в зависимост от конструктивните особености.
Горните версии на резонаторните системи QM и OCM представляват интерес за проектирането на QM и OCM (например за различни нива на изходна мощност, работен цикъл и режими на продължителност на модулиращия импулс), както и от гледна точка на удобството на производството на отделни елементи на резонаторните системи и тяхното закрепване.
Керамичният цилиндър на предложената конструкция може да служи и като елемент от вакуумната обвивка на CM в случаите, когато е желателно да има стабилизиращ резонатор извън вакуума.
В предложената конструкция на резонаторните системи QM и OCM, поради факта, че металното покритие на керамичния цилиндър има минимална дебелина, количеството енергия на режима на трептене на слота, съхранявано в слотовете за свързване, също е минимално и възбуждането на режима на трептене на слота не възниква. В този случай не е необходимо да се използват специални абсорбери за потискане на шлицовия тип вибрации и следователно няма загуби в работния режим на вибрации, които възникват при наличието на тези абсорбери.
По този начин положителният ефект, постигнат в предложения дизайн в сравнение с прототипа, който в същото време е основна цел, е да се постигне висока стабилност на CM и OCM, което прави възможно увереното проектиране на такива магнетрони без допълнителни мерки, специално насочени към потискане на слот тип трептения; при повишаване на ефективността на KM и OKM, което намалява енергийната интензивност на цялата система, за която е проектиран магнетронът; при спестяване на метал, което с масовото въвеждане на този дизайн в масово произвежданите магнетрони позволява значително намаляване на потреблението на мед; във възможността за използване на керамичен цилиндър като вакуумна обвивка на CM, което прави възможно намаляването на обема на CM, който се изпомпва и дегазира,прилагат материали за външната стена на SR, към които не се налагат изисквания за вакуум, изключват редица вакуумни връзки, обикновено извършвани с помощта на спойки, съдържащи благородни метали; освен това има реална възможност за повторно използване на SR заедно с детайлите на магнитната верига и самите магнити. В този случай невакуумният SR може да работи както при нормално атмосферно налягане, така и при повишено атмосферно налягане (например, в случай на запълване на SR заедно с вълноводния път на системата, в която се използва този CM, с газ SF6).
ИСК
1. РЕЗОНАТОРНА СИСТЕМА НА КОАКСИАЛЕН МАГНЕТРОН, съдържаща коаксиално разположен аноден резонаторен блок с ламели, имащи електрически контакт с цилиндрична метална стена със съединителни прорези, към които граничи керамичен цилиндър, стабилизиращ резонатора, характеризираща се с това, че за да се повиши стабилността и ефективността на магнетрона чрез намаляване на нивото на паразитен прорезен режим на трептене, металната стена с прорези връзката е направена под формата на филм, отложен върху поне една повърхност на керамичния цилиндър.
2. Система съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че ламелите са направени от керамика, върху чиято повърхност е нанесен метален филм.
3. Система съгласно претенции 1 и 2, характеризираща се с това, че върху повърхността на керамичния цилиндър, обърната към стабилизиращия резонатор, е поставена метална стена със съединителни процепи и ламелите са фиксирани в отвори, направени в керамичния цилиндър.
4. Система съгласно претенции 1 до 3, характеризираща се с това, че в керамичния цилиндър в областта на съединителните прорези са направени непроходими жлебове.
5. Система съгласно претенции 1 до 3, характеризираща се с това, че в керамичния цилиндър в областта на съединителните прорези са направени проходни жлебове.