Лампа бегущей волны и способ ее изготовления

 

Изобретение относится к электровакуумным приборам СВЧ, в частности к лампам бегущей волны и способам ее изготовления. Целью изобретения является повышение мощности и надежности лампы бегущей волны (ЛБВ) за счет улучшения теплоотвода от замедляющей системы. Цель достигается за счет того, что при выполнении лампы бегущей волны реализуется тепловой контакт диэлектрических опор 4 с теплоотводящими клиньями 2 вдоль всей длины устройства. Расположение каналов 7 для протока хладагента за пределами магнитной периодической фокусирующей системы позволяет беспрепятственно увеличивать поперечное сечение каналов 7 и улучшать теплоотвод от системы. При изготовлении такой лампы бегущей волны можно дополнительно повысить теплоотвод от замедляющей системы при сборке лампы в соответствии со способом, указанным в формуле изобретения. При использовании такого способа изготовления лампы происходит термообжатие высокочастотного пакета вдоль всей длины ЛБВ, что улучшает тепловой контакт и теплоотвод от замедляющей системы. 2 ил.

Изобретение относится к электровакуумным приборам СВЧ, в частности к лампам бегущей волны (ЛБВ) и способам ее изготовления. Целью изобретения является повышение мощности и надежности за счет улучшения теплоотвода от замедляющей системы. На фиг.1 изображена ЛБВ с продольными пазами с вставленными в них клиньями из теплопроводного материала, поперечное сечение; на фиг.2 ЛБВ, продольное сечение. Полюсные наконечники 1 являются частью композиционной оболочки ЛБВ. В продольных пазах, выполненных в оболочке, укреплены теплоотводящие клинья 2. ВЧ-пакет, состоящий из спирали 3 и диэлектрических опор 4, сориентирован в оболочке таким образом, что каждая опора 4 размещена напротив клина 2. Составные части постоянных магнитов 5 расположены между полюсными наконечниками 1 и разделены теплоотводящими клиньями 2. Соединительные втулки 6 составляют оболочку вместе с полюсными наконечниками 1. Хладагент пропускается через каналы 7. Конструкция работает как лампа бегущей волны, причем за счет токооседания на спираль 3 и за счет ВЧ-потерь в спирали и в диэлектрических опорах 4 на них выделяется тепловая мощность, которая через специальные медные теплоотводящие клинья 2, вставленные в продольные сектороподобные пазы в наборной вакуумной оболочке, отводится к каналам охлаждения. Пример конкретного выполнения предлагаемого способа изготовления предлагаемой конструкции ЛБВ с системой охлаждения. В наборной оболочке, состоящей из полюсных наконечников и немагнитных соединительных втулок, внешний радиус которых равен 2,75 мм, выполняют симметрично расположенные по азимуту пазы (например, шириной 1,2 мм, причем радиус, на котором располагаются нижние образующие пазов, равен 2,7 мм). Пазы выполнены таким образом, чтобы радиус нижней (ближней к оси ЛБВ) образующей этих пазов не превышал внешнего радиуса соединительных втулок из немагнитного материала, но был больше их внутреннего радиуса. Это делается для того, чтобы обжатие велось равномерно по всей длине оболочки. Затем ВЧ-пакет фиксируют в оболочке таким образом, чтобы все диэлектрические опоры располагались напротив соответствующих пазов и совпадали с ними по азимуту стержней. В пазы вставляют стальные клинья, поперечное сечение которых по крайней мере по нижней и боковым образующим совпадает с сечением паза, и с помощью их производят обжатие ВЧ-пакета в оболочке. Затем стальные клинья извлекают, а в пазы впаивают специальные клинья - теплоотводы. С помощью предлагаемой конструкции реализуется эффективный отвод тепла от ВЧ-пакета мощной ЛБВ. Причем эффективность решения внешней тепловой задачи не хуже, чем в прототипе, а реализуемость и надежность такой конструкции значительно выше, чем в прототипе. Более эффективным является и способ термообжатия ВЧ-пакета, состоящего из спирали в диэлектрических опорах, в оболочке, реализуемый при использовании предлагаемой конструкции. С помощью такого способа, в частности, удается провести обжатие не только по промежуточным немагнитным втулкам, но и по полюсным наконечникам. Расчеты показывают, что внутреннее тепловое сопротивление в системе, изготовленной по такому способу, должно быть в 2-3 раза меньше, чем в известных системах. Использование изобретения позволяет решать задачу обеспечения надежного теплоотвода от электродинамической структуры в коротковолновых СВЧ-приборах О-типа, в приборах предельного уровня мощности и т.п. позволяет значительно продвинуться в область предельных параметров приборов этого класса. Так, для спиральных ЛБВ коротковолнового диапазона, пакетированных с магнитной периодической фокусирующей системой, использование предлагаемого изобретения позволит в 1,5-2 раза отодвинуть границу предельно достижимых уровней непрерывной мощности.

Формула изобретения

1. Лампа бегущей волны, содержащая спираль в диэлектрических опорах, магнитную периодическую фокусирующую систему с продольными вырезами сектороподобного поперечного сечения и каналами для хладагента, полюсные наконечники которой и соединительные втулки из немагнитного материала образуют вакуумную оболочку, а число вырезов равно числу диэлектрических опор и азимутальные положения вырезов и опор совпадают, отличающаяся тем, что, с целью повышения мощности и надежности за счет улучшения теплоотвода, продольные вырезы выполнены в виде сквозных в радиальном направлении пазов, в которые введены клинья из теплопроводного материала, имеющие тепловой контакт со всеми элементами магнитной периодической фокусирующей системы, а каналы для хладагента расположены в периферийной части клиньев за пределами магнитной периодической фокусирующей системы. 2. Способ изготовления лампы бегущей волны, включающий операцию термообжатия высокочастотного пакета, состоящего из спирали и диэлектрических опор в вакуумной оболочке с помощью усилителей деформации в виде секторообразных вкладышей, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности и надежности за счет улучшения теплоотвода, в полюсных наконечниках вакуумной оболочки, выполненной путем соединения полюсных наконечников и соединительных втулок из немагнитного материала, выполняют сквозные в радиальном направлении сектороподобные пазы, вводят высокочастотный пакет так, что азимутальное расположение диэлектрических опор совпадает с азимутальным положением секторообразных пазов, вводят усилители деформации, прилегающие к внутренней поверхности секторообразных пазов, проводят термообжатие высокочастотного пакета по всей длине, после чего усилители деформации удаляют и укрепляют в пазах клинья из теплопроводящего материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2