Разнорезонаторный магнетрон с перестройкой частоты

 

Использование: в электронной технике, в частности в магнетронах с перестройкой частоты. Сущность изобретения: в магнетроне, содержащем коротковолновые и длинноволновые резонаторы одинаковой радиальной протяженности, длинноволновые резонаторы частично или полностью заполнены диэлектриком в виде стержня со ступенькой, имеющего возможность перемещаться в аксиальном направлении. 3 ил.

Изобретение относится к электронной технике.

В известной конструкции разнорезонаторного магнетрона, являющейся прототипом, анодный блок содержит резонаторы одинаковой радиальной протяженности, в котором коротковолновые резонаторы чередуются с длинноволновыми резонаторами, частично или полностью заполненными диэлектрическим материалом. Перестройка частоты осуществляется при использовании дополнительного элемента перестройки частоты, например, в виде металлических или диэлектрических стержней, поступательно перемещающихся в коротковолновых резонаторах, в которых отсутствует диэлектрическое заполнение, обеспечивающее разнорезонаторность.

Использование дополнительного элемента, обеспечивающего перестройку частоты, усложняет конструкцию магнетрона. Кроме того, при использовании в качестве элемента перестройки частоты, например, металлических стержней диапазон перестройки частоты уменьшается за счет существования паразитных резонансов в зазорах между стержнями и стенками резонаторов. Таким образом, недостатками прототипа являются усложнение конструкции при использовании элемента перестройки частоты и уменьшение диапазона перестройки частоты при использовании в качестве указанного элемента перестройки металлических стержней.

Целью изобретения является расширение диапазона перестройки частоты и упрощение конструкции магнетрона.

Цель достигается тем, что в магнетроне, содержащем резонаторы анодного блока одинаковой радиальной протяженности, в котором коротковолновые резонаторы чередуются с длинноволновыми резонаторами, частично или полностью заполненными диэлектрическим материалом, диэлектрическое заполнение выполнено в виде аксиально перемещающегося элемента со ступенькой. Ступенька при ее аксиальном перемещении в резонаторе анодного блока обеспечивает перестройку частоты в широком диапазоне.

Известных технических решений, содержащих сходные отличительные признаки, не обнаружено.

На фиг. 1 показан разнорезонаторный магнетрон с перестройкой частоты, продольный разрез; на фиг.2 тот же магнетрон, вид сверху в сечении; на фиг.3 разнорезонаторный магнетрон с перестройкой частоты, осуществляемый в направлении, противоположном изображенному на фиг.1.

Изображенный на фиг. 1 и 2 разнорезонаторный магнетрон с перестройкой частоты имеет чередующиеся резонаторы 1 и 2 анодного блока 3 одинаковой радиальной протяженности, в котором коротковолновые резонаторы 1 чередуются с длинноволновыми резонаторами 2. Разнорезонаторность получена за счет заполнения части резонаторов 2 диэлектрическим материалом с малыми потерями, например, в виде стержней 4, выполненных, например, из керамики ВК-100-2.

С целью совмещения функций создания необходимой разнорезонаторности и осуществления перестройки частоты площадь поперечного сечения диэлектрических стержней, частично заполняющих резонаторы, скачкообразно изменена в аксиальном направлении. Как показано на фиг.1 и 2, этот скачок создается, например, за счет утонения снятием лысок 5 на части 6 рабочей длины стержней. Таким образом, стержни 4 для получения разнорезонаторности резонаторов 1 и 2 имеют утоненную часть 6 и для последующей перестройки полнообъемную часть 7.

Предложенная конструкция работает следующим образом.

Стержни 4 для создания разнорезонаторности помещаются утоненной частью 6 в резонаторы 2, изменяя рабочую частоту этих резонаторов за счет заполнения части их объема диэлектрическим материалом стержней 4, изготовленных, например, из керамики ВК-100-2 с диэлектрической проницаемостью ε ≈ 10, что обеспечивает необходимую разнорезонаторность резонаторов 1 и 2. Для последующей перестройки частоты магнетрона в резонаторы 2 вводят полнообъемную часть 7 стержней 4. Изменение частоты резонаторов 2 и всего магнетрона происходит за счет более полного заполнения резонаторов 2 диэлектрическим материалом стержней 4. Чем больше заполнение резонаторов, тем больший диапазон перестройки частоты может быть получен.

Для обеспечения широкодиапазонной перестройки частоты (более 10%) необходимо максимально заполнять диэлектриком объем резонаторов 2. Например, если применить резонаторы типа щель-отверстие, то можно легко заполнить почти весь объем части резонаторов 2, имеющих форму отверстия, цилиндрическими стержнями, обеспечивая небольшой зазор порядка 0,1 мм между стенками резонаторов и стержнями. Стержень может иметь произвольную форму поперечного сечения, например клиновидную, для обеспечения максимального диапазона перестройки при использовании лопаточных резонаторов.

На фиг. 2 показана конструкция, позволяющая расширить рабочий диапазон перестройки частоты разнорезонаторного магнетрона за счет введения в резонаторы 1 дополнительных стержней 8 одновременно с введением в резонаторы 2 полнообъемной части 7 стержней 4. Объем стержней 8 выбирается таким, чтобы в процессе перестройки частоты не уменьшалась необходимая для стабильной работы магнетрона величина разнорезонаторности резонаторов 1 и 2.

На фиг.3 показана конструкция разнорезонаторного магнетрона с перестройкой частоты, у которого полнообъемная часть 7 стержней 4 образована за счет увеличения диаметра стержней 4 на их концах так, что при погружении стержней 4 в резонаторы 2 происходит вывод из резонаторов 2 полнообъемной части 7 и ввод утоненной части 6 стержней 4, что приводит к обратному характеру изменения частоты магнетрона от степени погружения перестроечных элементов 4.

Это может быть существенным требованием при практическом проектировании конкретных магнетронов.

Таким образом, технический результат, достигнутый в предложенной конструкции по сравнению с прототипом, состоит в обеспечении широкодиапазонной перестройки частоты, в исключении возможности возбуждения паразитных резонансов, обусловленных размещением перестраивающих стержней в резонаторах анодного блока, в упрощении конструкции разнорезонаторного магнетрона с перестройкой частоты.

Формула изобретения

РАЗНОРЕЗОНАТОРНЫЙ МАГНЕТРОН С ПЕРЕСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ, содержащий резонаторы анодного блока одинаковой радиальной протяженности, в котором коротковолновые резонаторы чередуются с длинноволновыми резонаторами, длинноволновые резонаторы частично или полностью заполнены диэлектриком, отличающийся тем, что диэлектрическое заполнение выполнено в виде аксиально перемещающегося стержня со ступенькой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3