RU2538780C1 - Magnetron with starting auto electronic emitters on end shields of cathode units - Google Patents
Magnetron with starting auto electronic emitters on end shields of cathode units Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538780C1 RU2538780C1 RU2013134191/07A RU2013134191A RU2538780C1 RU 2538780 C1 RU2538780 C1 RU 2538780C1 RU 2013134191/07 A RU2013134191/07 A RU 2013134191/07A RU 2013134191 A RU2013134191 A RU 2013134191A RU 2538780 C1 RU2538780 C1 RU 2538780C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- emitter
- magnetron
- diameter
- field
- activators
- Prior art date
Links
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 claims description 5
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 4
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 3
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 3
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 2
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001995 intermetallic alloy Substances 0.000 description 1
- UJFNWDURPXOKHZ-UHFFFAOYSA-N iridium lanthanum Chemical compound [La].[Ir].[Ir].[Ir].[Ir].[Ir] UJFNWDURPXOKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в приборах СВЧ М-типа, в частности в магнетронах сантиметрового, миллиметрового и субмиллиметрового диапазона длин волн.The invention relates to electronic equipment and can be used in microwave devices of the M-type, in particular in magnetrons of the centimeter, millimeter and submillimeter wavelength ranges.
Основной проблемой, возникающей при создании магнетронов подобного класса, является обеспечение стабильности и долговечности катодных узлов в условиях интенсивной электронной и ионной бомбардировок, воздействие которых приводит к изменению эмиссионных свойств эмиттеров и их перегреву. Эти изменения влияют на стабильность работы магнетронов, приводят к изменению частоты генерируемых колебаний, к падению выходной мощности и электронного КПД, к снижению долговечности.The main problem that arises when creating magnetrons of this class is to ensure the stability and durability of the cathode nodes under conditions of intense electron and ion bombardments, the effect of which leads to a change in the emission properties of emitters and their overheating. These changes affect the stability of magnetrons, lead to a change in the frequency of the generated oscillations, to a drop in output power and electronic efficiency, to a decrease in durability.
Решение этих проблем особенно важно при разработке мощных магнетронов коротковолнового диапазона длин волн. В ряде случаев необходимо также решать проблему быстрого запуска магнетрона в режим генерации. Это достигается путем добавления в конструкцию катодного узла автоэлектронного эмиттера.The solution to these problems is especially important when developing high-power short-wavelength magnetrons. In a number of cases, it is also necessary to solve the problem of the quick launch of the magnetron into the generation mode. This is achieved by adding an autoelectronic emitter to the cathode assembly.
Известен магнетрон с безнакальным катодом [1] (патент РФ №2380784). Магнетрон содержит анод и коаксиально размещенный внутри него безнакальный катод, включающий керн, экраны, автоэлектронные и вторично-электронные эмиттеры. Автоэлектронные эмиттеры в виде шайб, изготовленные из танталовой фольги толщиной ~4 мкм размещаются между вторично-электронными катодами, в частности прессованными палладий-бариевыми эмиттерами. При подаче на анод импульсного напряжения ток автоэлектронной эмиссии инициирует работу магнетрона. Палладий-бариевые эмиттеры, являясь активаторами автоэлектронных эмиттеров, являются в то же время вторично-электронными эмиттерами, поддерживающими генерацию СВЧ колебаний в течение срока службы приборов. Недостатком данной конструкции катодов является невозможность их использования в мощных и сверхмощных магнетронах вследствие быстрого разрушения (выгорания) автоэлектронных эмиттеров под воздействием ионной и обратной электронной бомбардировок.Known magnetron with a non-cathode cathode [1] (RF patent No. 2380784). A magnetron contains an anode and a non-cathode cathode coaxially placed inside it, including a core, screens, field and secondary electronic emitters. Auto-electron emitters in the form of washers made of tantalum foil with a thickness of ~ 4 μm are placed between secondary electron cathodes, in particular, pressed palladium-barium emitters. When a pulse voltage is applied to the anode, the field emission current initiates the operation of the magnetron. Palladium-barium emitters, being activators of auto-electronic emitters, are at the same time secondary-electronic emitters that support the generation of microwave oscillations during the life of the devices. The disadvantage of this design of the cathodes is the impossibility of their use in high-power and heavy-duty magnetrons due to the rapid destruction (burn-out) of field emitters under the influence of ion and reverse electron bombardments.
Известен магнетрон [2] (Пат. РФ №2136076, 08.01.1998). Данный магнетрон выбран в качестве прототипа.Known magnetron [2] (Pat. RF №2136076, 01/08/1998). This magnetron is selected as a prototype.
Магнетрон содержит цилиндрический анод и коаксиально расположенный в нем катодный узел, содержащий вторично-электронный и автоэлектронный эмиттеры, и боковые фланцы (концевые экраны), где по крайней мере один из экранов электрически изолирован от вторично-электронного эмиттера и содержит по крайней мере один автоэлектронный эмиттер, рабочий торец которого обращен к поверхности вторично-электронного эмиттера.A magnetron contains a cylindrical anode and a cathode assembly coaxially located therein containing secondary electronic and field emitters, and side flanges (end shields), where at least one of the screens is electrically isolated from the secondary electronic emitter and contains at least one field emitter whose working end faces the surface of the secondary electron emitter.
В данном магнетроне, возбуждение генерации высокочастотных электромагнитных колебаний обеспечивается электронным потоком с вторично-электронного эмиттера под воздействием бомбардировки его поверхности электронами с автоэлектронного эмиттера. Основным недостатком подобного механизма возбуждения генерации является его неэффективность вследствие лишнего звена в цепочке формирования инициирующего электронного потока: ток автоэлектронной эмиссии с автоэлектронного эмиттера → формирование потока вторичных электронов с вторично-электронного эмиттера → возбуждение генерации электромагнитных колебаний вторичными электронами с вторично-электронного эмиттера.In this magnetron, the excitation of the generation of high-frequency electromagnetic waves is provided by an electron beam from a secondary-electron emitter under the influence of electron bombardment of its surface by an electron-emitter. The main disadvantage of such a mechanism for generating excitation is its inefficiency due to an extra link in the initiating electron flow formation chain: field emission current from the field emitter → formation of the stream of secondary electrons from the secondary electron emitter → excitation of the generation of electromagnetic waves by secondary electrons from the secondary electron emitter.
В предлагаемом изобретении, рабочая кромка автоэлектронного эмиттера направлена к аноду магнетрона (в прототипе рабочая кромка автоэлектронного эмиттера направлена к вторично-электронному эмиттеру).In the present invention, the working edge of the field emitter is directed towards the magnetron anode (in the prototype, the working edge of the field emitter is directed to the secondary electron emitter).
Механизм возбуждения генерации в предлагаемом изобретении обеспечивается непосредственно током автоэлектронной эмиссии с автоэлектронного эмиттера (в прототипе ток автоэлектронной эмиссии с автоэлектронного эмиттера выбивает из вторично-электронного эмиттера электроны, которые собственно инициируют генерацию электромагнитных колебаний).The generation excitation mechanism in the present invention is provided directly by the field emission from the field emitter (in the prototype, field current from the field emitter knocks electrons from the secondary electron emitter that actually initiate the generation of electromagnetic waves).
Кроме того, в прототипе, для создания первичного электронного потока с автоэлектронного эмиттера необходима дополнительная электронная схема, предназначенная для подачи электрического напряжения между автоэлектронным и вторично-электронным эмиттером. Это, с одной стороны, усложняет конструкцию источника питания магнетрона и ухудшает тем самым массогабаритные характеристики приемо-передающей аппаратуры и, с другой стороны, усложняет конструкцию магнетрона в виду необходимости изготовления и размещения дополнительного вакуумного ввода для подачи на автоэлектронный эмиттер электрического потенциала.In addition, in the prototype, to create a primary electron flow from an electron emitter, an additional electronic circuit is needed to supply electrical voltage between the electron emitter and the secondary electron emitter. This, on the one hand, complicates the design of the magnetron power source and thereby degrades the mass and size characteristics of the transceiver equipment and, on the other hand, complicates the design of the magnetron in view of the need to manufacture and place an additional vacuum input for supplying an electric potential to the field emitter.
Задачей предлагаемого изобретения является создание мощных и сверхмощных магнетронов сантиметрового, миллиметрового и субмиллиметрового диапазона длин волн с катодным узлом, обеспечивающим мгновенный запуск магнетрона в режим генерации не более чем за 0,5 секунды.The objective of the invention is the creation of powerful and super-powerful magnetrons of the centimeter, millimeter and submillimeter wavelength ranges with a cathode assembly that instantly starts the magnetron in the generation mode in no more than 0.5 seconds.
Это достигается тем, что катодный узел конструктивно разделен на две функциональные части, каждая из которых выполняет вполне конкретную роль: автоэлектронный эмиттер инициирует генерацию, а вторично-электронный эмиттер обеспечивает работоспособность магнетронов в течение всего срока службы.This is achieved by the fact that the cathode assembly is structurally divided into two functional parts, each of which has a very specific role: the field-emission emitter initiates generation, and the secondary-electron emitter ensures the operability of the magnetrons throughout the entire service life.
Предмет изобретенияSubject of invention
Суть предлагаемого изобретения состоит в следующем: магнетрон, содержащий цилиндрический анод и коаксиально размещенный в нем катодный узел, включающий вторично-электронный эмиттер и размещенный, по крайней мере, на одном из концевых экранов автоэлектронный эмиттер, отличающийся тем, что на одном или двух концевых экранах, электрически связанных с вторично-электронным эмиттером, помещены запускающие катоды, которые содержат одну или несколько комбинаций из шайб - активаторов, выполненных из тугоплавкого металла, содержащих редкоземельный или щелочной металл и соприкасающихся с одной или с двух сторон с автоэлектронным эмиттером, рабочая кромка которого обращена к аноду и выступает над поверхностью активатора.The essence of the invention consists in the following: a magnetron containing a cylindrical anode and a cathode assembly coaxially placed therein, including a secondary-electronic emitter and placed at least on one of the end screens, an electron-emitter emitter, characterized in that on one or two end screens electrically connected to the secondary electronic emitter, trigger cathodes are placed that contain one or more combinations of washers - activators made of refractory metal containing rare earth granules or alkali metal and in contact with one or both sides with a field emitter, the working edge of which faces the anode, and projects above the surface of the activator.
Редкоземельный или щелочной металл, содержащийся в активаторе, адсорбируется на поверхности автоэлектронного эмиттера, тем самым активирует его и обеспечивает стабильный ток автоэлектронной эмиссии, необходимый для непрерывного и стабильного инициирования генерации магнетрона.The rare-earth or alkaline metal contained in the activator is adsorbed on the surface of the field emitter, thereby activating it and provides a stable field emission current, which is necessary for the continuous and stable initiation of magnetron generation.
Ниже приведены различные конструктивно-технологические решения по предлагаемому изобретению. На приведенных чертежах приняты следующие обозначения: 1 - анод, 2 - экраны, 3 - вторично-электронный эмиттер; 4 - керн; 5 - автоэлектронный эмиттер; 6 - активаторы; 7 - разделяющие шайбы; 8 - разделяющая шайба с округлением.Below are various structural and technological solutions according to the invention. In the drawings, the following notation is used: 1 - anode, 2 - screens, 3 - secondary electronic emitter; 4 - core; 5 - field emission emitter; 6 - activators; 7 - separating washers; 8 - a separating washer with rounding.
На фиг.1 приведено схематическое изображение магнетрона с запускающими катодами, расположенными на обоих концевых экранах, который состоит из анода, экранов, вторично-электронного эмиттера, керна, автоэлектронного эмиттера, разделяющих шайб и активаторов, имеющих коническую поверхность. После включения высокого напряжения, эмитированные с автоэлектронного катода электроны, устремляясь к аноду вдоль силовых линий электрического поля, формируют электронный поток, инициирующий мгновенный запуск магнетрона в режим генерации. Следует отметить, что количество автоэлектронных эмиттеров и активаторов может меняться в зависимости от толщины запускающего катода h и величины номинального тока автоэлектронной эмиссии, достаточной для инициирования генерации конкретного типа магнетрона.Figure 1 shows a schematic representation of a magnetron with triggering cathodes located on both end screens, which consists of an anode, screens, a secondary electron emitter, a core, an electron emitter, separating washers and activators having a conical surface. After switching on the high voltage, the electrons emitted from the field-emission cathode, rushing towards the anode along the electric field lines, form an electron stream that initiates the instantaneous launch of the magnetron into the generation mode. It should be noted that the number of field emitters and activators can vary depending on the thickness of the triggering cathode h and the magnitude of the nominal field emission current sufficient to initiate the generation of a particular type of magnetron.
На фиг.2 изображен аналогичный катодный узел, содержащий запускающий катод на одном из концевых экранах.Figure 2 shows a similar cathode assembly containing a trigger cathode on one of the end screens.
На фигуре 2 (а) изображен фрагмент A фигуры 2, на котором в увеличенном виде изображен запускающий катод и указаны следующие размеры: d1 - диаметр вторично-электронного эмиттера, верхнего основания активатора и разделяющей шайбы; d2 - диаметр нижнего основания активатора; d3 - диаметр концевого экрана; h - толщина запускающего катода.Figure 2 (a) shows a fragment A of figure 2, in which the starting cathode is enlarged and the following dimensions are indicated: d 1 - diameter of the secondary-electronic emitter, the upper base of the activator and the separating washer; d 2 is the diameter of the lower base of the activator; d 3 - the diameter of the end screen; h is the thickness of the starting cathode.
Геометрические размеры запускающего катода соответствуют условиям:The geometric dimensions of the starting cathode correspond to the conditions:
Угол наклона φ между образующей конической поверхности и осью определяется из соотношенияThe angle of inclination φ between the generatrix of the conical surface and the axis is determined from the relation
В случае, если
В случае, если
В случае, если
На фигуре 3 (а) изображен фрагмент A фигуры 3, на котором в увеличенном виде изображен запускающий катод с активаторами в виде цилиндров и указаны следующие размеры: d1 - диаметр вторично-электронного эмиттера; d2 - диаметр активаторов; d3 - диаметр концевого экрана; d4 - диаметр автоэлектронного эмиттера; h - толщина запускающего катода.Figure 3 (a) shows a fragment A of figure 3, in which an enlarged view shows the starting cathode with activators in the form of cylinders and the following dimensions are indicated: d 1 - diameter of the secondary electronic emitter; d 2 is the diameter of the activators; d 3 - the diameter of the end screen; d 4 is the diameter of the field emitter; h is the thickness of the starting cathode.
Геометрические размеры этого катода соответствуют условиям:The geometric dimensions of this cathode correspond to the conditions:
Если
Если
На фигуре 3 (б) схематично изображен фрагмент A фигуры 3, на котором представлен один из вариантов исполнения запускающего катода. В этом примере, с целью повышения эффективности активирования автоэлектронных эмиттеров, на активаторе, с одной или с двух сторон от автоэлектронного эмиттера, выполняется цилиндрическая канавка. Геометрические размеры этого катода соответствуют условиям:Figure 3 (b) schematically shows a fragment A of figure 3, which shows one embodiment of the trigger cathode. In this example, in order to increase the activation efficiency of field emitters, a cylindrical groove is made on the activator, on one or both sides of the field emitter. The geometric dimensions of this cathode correspond to the conditions:
В предлагаемом изобретении автоэлектронные эмиттеры толщиной от нескольких микрон до нескольких десятков микрон изготавливаются в виде шайб из тантала или специальных сплавов тугоплавких металлов, например тантала с вольфрамом, тантала с цирконием, вольфрама с рением, тантала с рением и др. Рабочая кромка автоэлектронного эмиттера обращена к аноду и выступает над поверхностью активатора.In the present invention, autoelectronic emitters with a thickness of several microns to several tens of microns are made in the form of washers from tantalum or special alloys of refractory metals, for example tantalum with tungsten, tantalum with zirconium, tungsten with rhenium, tantalum with rhenium, etc. The working edge of the autoelectronic emitter is turned to anode and protrudes above the surface of the activator.
В качестве активаторов могут использоваться различные химические соединения или сплавы, содержащие редкоземельный или щелочной металл.As activators, various chemical compounds or alloys containing a rare earth or alkali metal can be used.
Вторично-электронный эмиттер может быть изготовлен из эмиссионно-активных соединений или металлов со стабильными вторично-электронными свойствами и устойчивыми к воздействию ионной и обратной электронной бомбардировкам, например иридий, платина, осмий, рений, или различные интерметаллические сплавы: иридий с лантаном, иридий с церием, осмий с лантаном, родий с барием и др., обеспечивает высокую надежность и долговечность магнетрона.The secondary electronic emitter can be made of emission-active compounds or metals with stable secondary electronic properties and resistant to ion and reverse electron bombardments, for example iridium, platinum, osmium, rhenium, or various intermetallic alloys: iridium with lanthanum, iridium with cerium, osmium with lanthanum, rhodium with barium, etc., provides high reliability and durability of the magnetron.
Концевые экраны могут быть изготовлены из молибдена, гафния, циркония или другого тугоплавкого металла или сплава с высокой работой выхода, обеспечивает экранировку электронного потока в пространстве взаимодействия электромагнитных полей в магнетроне.End screens can be made of molybdenum, hafnium, zirconium or other refractory metal or alloy with high work function, provides shielding of the electron beam in the space of interaction of electromagnetic fields in the magnetron.
Для предотвращения процессов взаимодействия материалов вторично-электронного эмиттера и активатора, а также материалов активатора и автоэлектронного эмиттера допускается размещение между ними разделяющих шайб 7 или 8, которые могут быть изготовлены из тугоплавкого металла, например вольфрама или молибдена.To prevent processes of interaction of materials of the secondary electronic emitter and the activator, as well as materials of the activator and the field emitter, it is allowed to place separating
Достигнутые результатыResults Achieved
В магнетроне, являющемся предметом изобретения, катодный узел конструктивно разделен на две функциональные части, каждая из которых выполняет вполне конкретную роль: автоэлектронный эмиттер инициирует генерацию, а вторично-электронный эмиттер обеспечивает работоспособность магнетронов в течение всего срока службы.In the magnetron, which is the subject of the invention, the cathode assembly is structurally divided into two functional parts, each of which has a very specific role: the field emitter initiates generation, and the secondary-electron emitter ensures the operability of the magnetrons throughout the entire service life.
Благодаря такому разделению достигается мгновенный запуск магнетрона в режим генерации, высокая надежность и стабильность, эксплуатационных параметров мощных и сверхмощных магнетронов коротковолнового диапазона длин волн.Thanks to this separation, an instantaneous start of the magnetron in the generation mode, high reliability and stability, operational parameters of high-power and super-powerful magnetrons of the short-wavelength range of wavelengths are achieved.
Практическая реализация изобретенияPractical implementation of the invention
Срок службы различных магнетронов, в том числе, мощных и сверхмощных магнетронов сантиметрового, миллиметрового и субмиллиметрового диапазона длин волн с предложенной конструкцией катодного узла, являющимся предметом изобретения, существенно выше, чем у магнетронов со стандартной конструкцией катодных узлов.The service life of various magnetrons, including powerful and super-powerful magnetrons of the centimeter, millimeter and submillimeter wavelength ranges with the proposed cathode assembly design, which is the subject of the invention, is significantly longer than that of magnetrons with the standard cathode assembly design.
Также предложенная конструкция катодного обеспечивает мгновенный запуск мощных и сверхмощных магнетронов указанного диапазона длин волн в режим генерации не более чем за 0,5 секунд.Also, the proposed cathode design provides instant start-up of powerful and super-powerful magnetrons of the specified wavelength range into the generation mode in no more than 0.5 seconds.
ПримерExample
Для исследования процесса мгновенного запуска магнетрона в режим генерации были изготовлены и исследованы магнетроны 3-миллиметрового диапазона длин волн с мощностью P~6 кВт. Катодные узлы соответствовали конструкции, показанной на фиг.2, и состояли из автоэлектронных эмиттеров, изготовленных из танталовой фольги толщиной ~4 мкм, и прессованных палладий-бариевых активаторов. В качестве основного вторично-электронного эмиттера использовался металлосплавной иридий-лантановый катод.To study the process of instantly starting a magnetron into the generation mode, magnetrons of the 3 mm wavelength range with a power of P ~ 6 kW were fabricated and investigated. The cathode assemblies corresponded to the design shown in FIG. 2 and consisted of field emitters made of tantalum foil ~ 4 μm thick and pressed palladium-barium activators. A metal-alloyed iridium-lanthanum cathode was used as the main secondary electron emitter.
Инициирование генерации этого магнетрона происходило при температуре катода Tкат.~300K в течение 0,5 с после подачи анодного напряжения.The generation of this magnetron was initiated at the cathode temperature T cat. ~ 300K for 0.5 s after applying the anode voltage.
Источники информации.Information sources.
1. Ли И.П., Дюбуа Б.Ч., Каширина Н.В., Комиссарчик С.В., Лифанов Н.Д., Зыбин М.Н. Магнетрон с безнакальным катодом. Патент РФ №2380784, приоритет от 24.10.2008 г.1. Li I.P., Dubois B.Ch., Kashirina N.V., Komissarchik S.V., Lifanov N.D., Zybin M.N. Magnetron with a non-cathode cathode. RF patent No. 2380784, priority of 10.24.2008
2. Патент RU 2136076 C1, 27.08.1999. Махов В.И.2. Patent RU 2136076 C1, 08.27.1999. Makhov V.I.
3. Магнетрон сантиметрового диапазона, пер. с английского под ред. С.А. Зусмановского, изд. «Советское радио», М., 1951, стр.134-138.3. The magnetron of the centimeter range, trans. from English under the editorship of S.A. Zusmanovsky, ed. "Soviet Radio", M., 1951, pp. 134-138.
Claims (4)
d1 - диаметр вторично-электронного эмиттера, равный диаметру верхнего основания активатора, d2 - диаметр нижнего основания активатора, d3 - диаметр концевого экрана, h - толщина запускающего катода.2. The magnetron according to claim 1, characterized in that the activators are made in the form of a cone, and the angle φ - the inclination of the generatrix - is selected from the condition
d 1 is the diameter of the secondary electronic emitter, equal to the diameter of the upper base of the activator, d 2 is the diameter of the lower base of the activator, d 3 is the diameter of the end screen, h is the thickness of the starting cathode.
d1 - диаметр вторично-электронного эмиттера, d2 - диаметр активаторов, d3 - диаметр концевого экрана, d4 - диаметр автоэлектронного эмиттера.3. The magnetron according to claim 1, characterized in that the activators are made in the form of cylinders, and the geometric dimensions correspond to the conditions
d 1 is the diameter of the secondary electronic emitter, d 2 is the diameter of the activators, d 3 is the diameter of the end screen, d 4 is the diameter of the field emitter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013134191/07A RU2538780C1 (en) | 2013-07-22 | 2013-07-22 | Magnetron with starting auto electronic emitters on end shields of cathode units |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013134191/07A RU2538780C1 (en) | 2013-07-22 | 2013-07-22 | Magnetron with starting auto electronic emitters on end shields of cathode units |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2538780C1 true RU2538780C1 (en) | 2015-01-10 |
RU2013134191A RU2013134191A (en) | 2015-01-27 |
Family
ID=53281191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013134191/07A RU2538780C1 (en) | 2013-07-22 | 2013-07-22 | Magnetron with starting auto electronic emitters on end shields of cathode units |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2538780C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2776305C1 (en) * | 2021-11-29 | 2022-07-18 | Акционерное общество "Плутон" | Pulse magnetron with non-incandescent start with a three-module active body in the cathode unit |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2183363C2 (en) * | 1998-01-08 | 2002-06-10 | Махов Владимир Ильич | M-type device |
UA83566C2 (en) * | 2006-10-30 | 2008-07-25 | Харьковский Национальный Университет Радиоэлектроники | Cathode assembly not incandescent magnetrone |
-
2013
- 2013-07-22 RU RU2013134191/07A patent/RU2538780C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2183363C2 (en) * | 1998-01-08 | 2002-06-10 | Махов Владимир Ильич | M-type device |
UA83566C2 (en) * | 2006-10-30 | 2008-07-25 | Харьковский Национальный Университет Радиоэлектроники | Cathode assembly not incandescent magnetrone |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
RU 2136076c1, 27.08.1999. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2776305C1 (en) * | 2021-11-29 | 2022-07-18 | Акционерное общество "Плутон" | Pulse magnetron with non-incandescent start with a three-module active body in the cathode unit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013134191A (en) | 2015-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1505627B1 (en) | Magnetron | |
KR0176876B1 (en) | Magnetron | |
KR100488334B1 (en) | Electron tube | |
EP0638918B1 (en) | Gas discharge device having a field emitter array consisted of microscopic emitting elements | |
US2358542A (en) | Currentless grid tube | |
US2452075A (en) | Velocity modulation electron discharge tube | |
RU2007777C1 (en) | Magnetron | |
RU2538780C1 (en) | Magnetron with starting auto electronic emitters on end shields of cathode units | |
RU2136076C1 (en) | Magnetron | |
US2488716A (en) | Electric high-pressure discharge tube | |
US3406308A (en) | Electron discharge device for generation of spectral radiation having an auxiliary discharge of low current | |
RU2051439C1 (en) | Magnetron | |
Pirrie et al. | The evolution of the hydrogen thyratron | |
RU2115193C1 (en) | Magnetron | |
US2444242A (en) | Magnetron | |
US6329753B1 (en) | M-type microwave device with slanted field emitter | |
US2412842A (en) | Electronic discharge cathode | |
US1991479A (en) | Glow lamp | |
RU2528982C2 (en) | Magnetron having triggering emitters at end shields of cathode assemblies | |
RU2215383C1 (en) | Plasma electron source | |
US3278768A (en) | Thermionic energy converter | |
RU2776305C1 (en) | Pulse magnetron with non-incandescent start with a three-module active body in the cathode unit | |
US2053501A (en) | Thermionic gaseous discharge rectifier | |
US1971907A (en) | Gaseous discharge device | |
USRE19870E (en) | Electron discharge device with |