Магнетрон с плавной перестройкой магнитного поля
MAGNETRON WITH SMOOTH MAGNETIC FIELD TUNING

Изобретение относится к электронной технике к электровакуумным приборам, в частности к магнетронам, имеющим конструктивные элементы для изменения величины напряженности магнитного поля Bz в пространстве взаимодействия между катодом и анодом магнетрона.
Прототипом к заявляемому изобретению по совокупности признаков является магнитная система для СВЧ-прибора по патенту на изобретение РФ №1477166. Система состоит из двух кольцевых радиально-намагниченных магнитов, армированных цилиндрическими полюсными наконечниками. Магниты неподвижно расположены в магнитомягком экране. Полюсные наконечники установлены в магнитной системе так, что их торцовые части, образующие рабочий зазор, неподвижны, что обеспечивает его постоянную длину. По крайней мере, один из полюсных наконечников состоит из двух частей, одна из которых выполнена в виде кольца и является подвижной. В кольце симметрично расположены три резьбовых отверстия, проходящие параллельно оси системы, сквозь которые проходят три винта 8. Наружный диаметр кольца обеспечивает его свободное перемещение во внутреннем отверстии магнита вдоль оси системы. Кольцо может вплотную прилегать к неподвижной части полюсного наконечника.
Недостаток прототипа заключается в том, что при перемещении подвижной части полюсного наконечника неизбежны его перекосы, приводящие к заклиниванию, так как одновременно выкручивать три винта, входящих в конструкцию подвижной части, не представляется возможным. В конструкции прототипа происходит только изменение величины воздушного зазора между подвижной и неподвижной частями наконечника, приводящее к незначительному уменьшению напряженности магнитного поля, что приводит к получению небольшой величины диапазона перестройки напряженности магнитного поля в рабочем зазоре.
Технический результат - создание плавной регулировки магнитного поля для точной настройки магнетрона в рабочую точку по анодному напряжению при заданном значении анодного тока и расширение диапазона регулировки напряженности магнитного поля в пространстве взаимодействия до 15%.
Технический результат достигается тем, что в магнетроне с плавной перестройкой магнитного поля, содержащем магнитную систему, состоящую из двух кольцевых магнитов с радиальным намагничиванием, контактирующих своей внешней цилиндрической поверхностью с внутренней поверхностью цилиндрического магнитомягкого экрана, двух цилиндрических полюсных наконечников, которые расположены внутри кольцевых магнитов, контактируют с ними своей внешней поверхностью и по крайней мере один из которых имеет подвижный элемент, а их торцевые поверхности неподвижны и образуют постоянный осевой рабочий зазор в пространстве взаимодействия, подвижный элемент выполнен в виде цилиндрической гайки с возможностью смещения аксиально по резьбе относительно неподвижной части полюсного наконечника, выступая при этом своим торцом за торцевую поверхность магнита.
На фиг. 1 изображен схематично магнетрон в сечении, параллельном оси Z.
На фиг. 2 изображен фрагмент магнитной системы с подвижным элементом в сечении, параллельном оси Z.
На фиг. 3 изображен график зависимости магнитного поля Bz в пространстве взаимодействия от величины  выступающего торца.
В предлагаемой конструкции магнетрона фиг. 1 используются кольцевые магниты 1, 2 с радиальным намагничиванием, расположенные аксиально, с цилиндрическими полюсными наконечниками 3, 4. Внешняя цилиндрическая поверхность кольцевых магнитов 1, 2 контактирует с внутренней поверхностью магнитомягкого экрана 5. Торцы полюсных наконечников 3, 4, примыкающие к пространству взаимодействия 6 магнетрона, неподвижны и образуют постоянный осевой рабочий зазор. Кольцевые магниты 1, 2 неподвижно закреплены в магнитомягком экране 5.
По крайней мере, один из полюсных наконечников 3, 4, например наконечник 3, содержит подвижный элемент 7, выполненный в виде цилиндрической гайки, имеющей резьбу на внутренней поверхности, с помощью которой она плавно выкручивается вдоль оси Z из магнитной системы наружу и магнетрона в целом по внешней поверхности полюсного наконечника 3, имеющего ответную резьбу, и одновременно скользит своей внешней поверхностью по внутренней поверхности кольцевого магнита 1, выступая своим торцом 11 за торцевую поверхность 10 магнита 1.
Полюсный наконечник 3 внешней цилиндрической поверхностью контактирует с внутренней поверхностью кольцевого магнита 1 через подвижный элемент 7.
Устройство работает следующим образом. Выкручивая гайку 7 по резьбе наконечника 3 и одновременно из кольцевого магнита 1, отодвигают выступающую часть торца 11 гайки 7, от торцевой поверхности 10 магнита 1, шунтируя при этом магнитное поле, уменьшая и плавно перестраивая его в пространстве взаимодействия 6.
Поскольку в процессе регулировки торцы полюсных наконечников 3, 4 и сами магниты 1, 2 остаются неподвижными, топография магнитного поля в пространстве взаимодействия между катодом 9 и анодом 8 постоянны, меняется только величина напряженности магнитного поля Bz.
На фиг. 2 изображен фрагмент магнитной системы с подвижным элементом 7, положение которого может меняться вдоль оси Z на величину .
На фиг. 3 приведен график, поясняющий зависимость магнитного поля Bz в пространстве взаимодействия 6 от величины  от выступающего торца 11 гайки 7 над торцевой поверхностью 10 магнита 1 фиг. 1, фиг. 2. Увеличивая величину размера , можно получить диапазон регулировки напряженности магнитного поля в пространстве взаимодействия до 12%. Если конструкция магнетрона позволяет иметь толщину t подвижного элемента 7, равную (D-d)/4, то можно получить величину диапазона регулировки магнитного поля 15%. Где
D - наружный диаметр кольцевого магнита;
d - внутренний диаметр кольцевого магнита.
В результате перемещения подвижного элемента 7 обеспечивается плавная точная настройка магнетрона в рабочую точку по анодному напряжению при заданном значении анодного тока, что позволяет исключить дорогостоящую операцию замены магнитов и снизить трудоемкость изготовления магнетрона.
Источники информации:
Патент на изобретение РФ №1477166, H01J 23/087
В.М. Евдокимов, А.В. Маслова, Н.И. Скрипкин, Э.Д. Шлифер, А.А. Гурко.