RU2029407C1

RU2029407C1 - Sample-turned magnetron

Info

Publication number: RU2029407C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Меркушов; А.Л. Еременко; И.А. Овчинников
Original assignee: Акционерное общество "Плутон"
Priority date: 1989-04-14
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1995-02-20

Abstract

FIELD: radar and communications. SUBSTANCE: spinning frequency-tuning element is made in the form of cylinder with laminations forming similar groups periodically repeating over circumference; each group has several spaces of different radial length. EFFECT: enlarged frequency tuning range. 4 dwg

Description

Изобретение относится к электронной технике. The invention relates to electronic equipment.

Целью изобретения является увеличение диапазона перестройки частоты и расширение области применения магнетрона. The aim of the invention is to increase the frequency tuning range and expand the scope of the magnetron.

Цель достигается тем, что в магнетроне, содержащем анодный блок с ламелями, образующими резонаторы, цилиндрический вращающийся элемент перестройки частоты, расположенный коаксиально анодному блоку, элемент перестройки частоты выполнен в виде отрезка цилиндра с ламелями, образующими периодически повторяющиеся по окружности одинаковые группы, каждая из которых содержит n полостей различной радиальной протяженности, а число групп равно числу отверстий связи, выполненных в резонаторах анодного блока, при этом к отверстиям связи подключены полости равной радиальной протяженности. The goal is achieved in that in a magnetron containing an anode block with lamellas forming resonators, a cylindrical rotating frequency adjustment element located coaxially to the anode block, the frequency adjustment element is made in the form of a cylinder segment with lamellas forming identical groups periodically repeating around a circle, each of which contains n cavities of various radial lengths, and the number of groups is equal to the number of communication holes made in the resonators of the anode block, while connecting to the communication holes s equal to the radial extent of the cavity.

На фиг. 1 и 2 изображен магнетрон с вращательной дискретной перестройкой частоты, у которого вакуумное уплотнение выполнено в виде керамического цилиндра; на фиг. 3 и 4 - магнетрон, у которого вакуумным уплотнением служат керамические пластины, закрепленные в отверстиях, выполненных в цилиндрической стенке анода. In FIG. 1 and 2 show a magnetron with rotational discrete frequency tuning, in which the vacuum seal is made in the form of a ceramic cylinder; in FIG. 3 and 4 - magnetron, in which ceramic plates are used as vacuum seals, fixed in holes made in the cylindrical wall of the anode.

Анодный блок 1 выполнен составным и представляет собой цилиндрическую часть 2, выполненную из керамического материала (например, ВК 100-2), с толщиной стенки, обеспечивающей механическую прочность и вакуумную плотность магнетрону (например, 1 мм), и анодно-резонаторную систему (АРС), образованную металлическими ламелями 3. Ламели могут быть объединены с помощью сегментов 4, образуя одинаковые группы резонаторов. Керамический цилиндр 2 имеет на внутренней поверхности металлическое покрытие 5, образующее металлическую цилиндрическую стенку анодного блока, обеспечивающую электрический контакт АРС с другими конструктивными элементами магнетрона, а также служащую для закрепления АРС (например, пайкой). В металлическом покрытии 5 имеются участки 6, не покрытые металлом (например, прямоугольной формы), образующие отверстия, предназначенные для подключения к АРС групп перестраивающих полостей 7. Перестраивающие полости, охватывающие анодный блок 1, выполнены во вращающемся элементе 8 перестройки (например, штамповкой) и образованы цилиндрической частью (обойма) 9 и ламелями 10 различной радиальной длины. The anode block 1 is made integral and is a cylindrical part 2 made of ceramic material (for example, VK 100-2), with a wall thickness that provides mechanical strength and vacuum density to the magnetron (for example, 1 mm), and an anode-resonator system (APC ) formed by metal lamellas 3. Lamellas can be combined using segments 4, forming the same group of resonators. The ceramic cylinder 2 has a metal coating 5 on the inner surface, forming a metal cylindrical wall of the anode block, which provides electrical contact between the APC and other structural elements of the magnetron, and also serves to fix the APC (for example, by soldering). In the metal coating 5 there are sections 6 that are not coated with metal (for example, of a rectangular shape), forming holes intended for connecting to the APC groups of reconstruction cavities 7. The reconstruction cavities covering the anode block 1 are made in a rotating reconstruction element 8 (for example, stamping) and formed by a cylindrical part (ferrule) 9 and lamellas 10 of various radial lengths.

Геометрические размеры перестраивающих полостей 7 выбираются такими, чтобы при совмещении одной из групп полостей 7 с отверстиями 6, выполненными в металлическом покрытии 5, происходило подключение полостей одинаковой радиальной длины к АРС. Таким образом, радиальная длина каждой группы полостей 7 рассчитывается и (или) подбирается экспериментально для получения требуемых величин дискретных частот. The geometric dimensions of the reconstructing cavities 7 are chosen so that when combining one of the groups of cavities 7 with the holes 6 made in the metal coating 5, cavities of the same radial length are connected to the APC. Thus, the radial length of each group of cavities 7 is calculated and (or) selected experimentally to obtain the required values of discrete frequencies.

Для уменьшения электрических потерь должны быть обеспечены совмещение каждой группы перестраивающих полостей 7 с отверстиями 6 анодного блока 1 и их фиксация, например, с помощью подпружиненных шариков 11 в каждом рабочем положении вращающегося элемента 8, обеспечивающего дискретную перестройку частоты магнетрона. To reduce electrical losses, it is necessary to ensure the combination of each group of reconstruction cavities 7 with the holes 6 of the anode block 1 and their fixation, for example, by means of spring-loaded balls 11 in each operating position of the rotating element 8, which provides a discrete tuning of the magnetron frequency.

Для обеспечения работы магнетрона только с той группой полостей 7, которая сочленяется в данный момент с АРС анодного блока 1 через отверстия 6, остальные перестраивающие полости 7 закорачиваются электрически с помощью выступов 12 на крышках 13. To ensure the operation of the magnetron only with the group of cavities 7, which is currently articulated with the APC of the anode block 1 through holes 6, the rest of the rebuilding cavity 7 is electrically shorted using the protrusions 12 on the covers 13.

Изображенный на фиг. 3 и 4 магнетрон содержит анодный блок 1, выполненный в виде металлического цилиндра 14 с ламелями 15, образующими АРС. В металлическом цилиндре 14 выполнены отверстия 16, имеющие ширину, равную ширине резонатора анодного блока 1 в месте его сочленения с цилиндром 14, которые предназначены для подключения к АРС перестраивающих полостей 7. В отверстия 16, имеющие, например, прямоугольную форму, вакуумплотно запаяны (например, стеклоцементом) керамические пластины 17 (например, из керамики типа 22ХС). Остальные элементы конструкции выполнены аналогично изображенным на фиг. 1 и 2. Depicted in FIG. 3 and 4, the magnetron contains an anode block 1, made in the form of a metal cylinder 14 with lamellas 15 forming ARS. Holes 16 are made in the metal cylinder 14, having a width equal to the cavity width of the anode block 1 at the point of its articulation with the cylinder 14, which are designed to connect the reconstructing cavities 7. The holes 16, for example, which have a rectangular shape, are vacuum-sealed (for example , glass cement) ceramic plates 17 (for example, from ceramics type 22XC). The remaining structural elements are made similarly to those shown in FIG. 1 and 2.

Для точной настройки групп перестраивающих полостей 7 каждый из них может иметь индивидуальную подстройку (выполненную, например, в виде винта 18 в задней стенке каждого резонатора или перемещающейся задней стенке). To fine-tune the groups of tuning cavities 7, each of them can have an individual adjustment (made, for example, in the form of a screw 18 in the rear wall of each resonator or a moving rear wall).

На фиг. 1-4 показана в данном исполнении связочная АРС с двойными односторонними Г-образными связками 19. Катодноподогревательный узел 20 выполнен по схеме магнетрона с наконечниками, находящимися под потенциалом анода, и вводами 21 для подачи напряжения накала, выполненными в обеих крышках 13. Выходное устройство 22 коаксиального типа показано схематично и может быть преобразовано в волноводное устройство с помощью коаксиально-волноводного перехода. Магнитная цепь показана также схематично и состоит из двух кольцевых магнитов 23 и внешнего магнитопровода 24. Вакуумное уплотнение отверстий 16, показанных на фиг. 4, может быть выполнено в виде керамического тонкостенного цилиндра толщиной 0,6-1 мм (выполненного, например, из керамики 22ХС), который охватывает металлический анодный блок 1. In FIG. Figures 1-4 show in this version a ligamentous APC with double one-sided L-shaped ligaments 19. The cathode-heating unit 20 is made according to the magnetron circuit with tips under the anode potential and inputs 21 for supplying filament voltage made in both covers 13. Output device 22 coaxial type shown schematically and can be converted into a waveguide device using a coaxial waveguide transition. The magnetic circuit is also shown schematically and consists of two ring magnets 23 and an external magnetic circuit 24. The vacuum seal of the holes 16 shown in FIG. 4 can be made in the form of a ceramic thin-walled cylinder with a thickness of 0.6-1 mm (made, for example, of 22XC ceramic), which covers a metal anode block 1.

Действие вращательной дискретной перестройки частоты заключается в следующем. При работе магнетрона или для предварительного выставления необходимой дискретной частоты с помощью приводного элемента (ручного, электродвигателя или другого привода) обойма 9 вращающегося элемента 8 перестройки с помощью каких-либо специальных элементов сочленения с приводом (в данном случае с помощью отверстий 25 в боковой поверхности обоймы) приводится во вращательное движение с возможностью фиксации на каждой дискретной частоте рабочего диапазона (например, с помощью подпружиненных шариков 11). The action of rotational discrete frequency tuning is as follows. When the magnetron is working or to pre-set the required discrete frequency using a drive element (manual, electric motor or other drive), the clip 9 of the rotating tuning element 8 using any special elements of articulation with the drive (in this case, using holes 25 in the side surface of the clip ) is driven into rotational motion with the possibility of fixing at each discrete frequency of the operating range (for example, using spring-loaded balls 11).

Работу дискретной вращательной перестройки частоты, предложенной в изобретении, можно рассмотреть на примере магнетрона, имеющего N=16 резонаторов и четыре группы перестраивающих полостей 7. Каждая группа перестраивающих полостей имеет свою радиальную длину, которая предварительно рассчитывается и экспериментально подбирается для получения необходимой дискретной частоты. Поворачивая с помощью приводного стержня, который вставляется в отверстия 25 обоймы вращающегося элемента 8 перестройки, можно последовательно присоединять к АРС четыре группы перестраивающих резонаторов, что обеспечивает перестройку и работу магнетрона на четырех дискретных частотах. Фиксация каждого положения вращающегося элемента 8 осуществляется с помощью подпружиненного шарика 11. The discrete rotational frequency tuning proposed in the invention can be considered using the example of a magnetron having N = 16 resonators and four groups of tuning cavities 7. Each group of tuning cavities has its own radial length, which is pre-calculated and experimentally selected to obtain the required discrete frequency. By turning with the help of a drive rod, which is inserted into the holes 25 of the cage of the rotating tuning element 8, four groups of tuning resonators can be sequentially connected to the ARC, which ensures tuning and operation of the magnetron at four discrete frequencies. The fixation of each position of the rotating element 8 is carried out using a spring-loaded ball 11.

При применении бессвязочной АРС резонаторного типа можно осуществить перестройку магнетрона в диапазоне не менее 5%, для связочной АРС - в диапазоне до 10%, а при разделении частот АРС в 30-40% диапазон перестройки может быть увеличен до 20%. Максимальное количество дискретных частот в рабочем диапазоне ограничено выбором максимального числа резонаторов N без нарушения стабильной работы магнетрона из обычных конструктивных предпосылок при проектировании магнетронов. When using resonator-type disconnected ARSs, magnetron tuning can be performed in the range of at least 5%, for ligamentous ARSs, in the range of up to 10%, and when frequency separation of the ARS is 30-40%, the tuning range can be increased to 20%. The maximum number of discrete frequencies in the operating range is limited by the choice of the maximum number of resonators N without disturbing the stable operation of the magnetron from the usual structural assumptions in the design of magnetrons.

Предлагаемый вращающийся элемент перестройки частоты может быть выполнен внутри вакуумной оболочки магнетрона, что предполагает наличие специального привода - передачи, позволяющей передавать вращательное движение извне в вакуумную полость магнетрона (например, волновой передачи или электромагнитной передачи, известных в технике). The proposed rotating frequency tuning element can be performed inside the vacuum shell of the magnetron, which implies the presence of a special drive - transmission, which allows transmitting rotational motion from the outside to the vacuum cavity of the magnetron (for example, wave transmission or electromagnetic transmission known in the art).

Таким образом, положительный эффект, достигнутый в предложенной конструкции магнетрона с вращательной дискретной перестройкой частоты по сравнению с прототипом, являющимся одновременно базовым объектом, состоит в увеличении диапазона перестройки частоты по крайней мере в 2 раза; в получении дискретных частот без специальных сложных устройств, служащих для точного многократного воспроизведения одной и той же частоты (частот) рабочего диапазона магнетрона. Thus, the positive effect achieved in the proposed design of a magnetron with rotational discrete frequency tuning compared to the prototype, which is simultaneously the base object, consists in increasing the frequency tuning range by at least 2 times; in obtaining discrete frequencies without special complex devices that serve for accurate multiple reproduction of the same frequency (frequencies) of the working range of the magnetron.

Claims

MAGNETRON WITH DISCRETE FREQUENCY CONTROL OF FREQUENCY by n fixed values, containing an anode block with lamellas forming resonators, frequency tuning element located coaxially with it with the possibility of rotation, characterized in that, in order to increase the frequency tuning range, the frequency tuning element is made in the form of a cylinder segment with lamellas forming identical groups periodically repeating around a circle, each of which contains n cavities of different radial lengths, and the number of groups is equal to the number of holes The apertures of the connection made in the resonators of the anode block, while cavities of equal radial length are connected to the communication holes.