Магнитная периодическая фокусирующая система

Настоящая полезная модель относится к области электроники, а именно к электровакуумным приборам СВЧ диапазона.
Известна магнитная фокусирующая периодическая система для создания на оси синусоидального магнитного поля [US 2983840], выполненная из кольцевых магнитов с прямоугольным поперечным сечением с вставленными между магнитами магнитомягкими дисковыми полюсными наконечниками.
Недостатками данного технического решения является большой вес фокусирующей системы, который вызван не оптимальным использованием магнитного материала.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является магнитная периодическая фокусирующая система [а.с. 270096], выполненная из магнитотвердых колец, имеющих в сечении форму вытянутого параллелепипеда, установленными разноименными навстречу друг другу полюсами, что в результате, при собранной фокусирующей системе дает трапецеидальную форму магнита в поперечном сечении.
Однако недостатком данного устройства является ограничение в возможном применении, вызванное трапецеидальной формой распределения магнитного поля, а также конструктивными особенностями данной фокусирующей системы.
Задача настоящей полезной модели заключается в снижении массы магнитной фокусирующей системы лампы бегущей волны О-типа при сохранении величины магнитного поля на ее оси.
Технический результат заключается в снижении массы фокусирующей системы, а также в более эффективном использовании магнитного материала за счет трапецеидальной формы сечения кольцевого магнита.
Поставленная задача решается за счет того, что составляющие ее элементы (магниты) имеют в поперечном сечении трапецеидальную форму, а полюсные наконечники, в свою очередь, в поперечном сечении имеют треугольную форму, способствующую концентрации магнитных силовых линий внутри магнитной фокусирующей системы.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами: на фиг. 1, фиг. 2. и фиг. 3 представлен продольный разрез предлагаемой магнитной периодической фокусирующей системы, на фиг. 4 - распределение магнитного поля на оси фокусирующей системы.
Предлагаемая магнитная периодическая фокусирующая система (МПФС) лампы бегущей волны (ЛБВ) О-типа состоит из кольцевых магнитов 1 с трапецеидальным поперечным сечением и полюсных наконечников 2, изготовленных из магнитомягкого материала треугольной формы, расположенных между кольцевыми магнитами.
Магниты 1 в фокусирующей системе могут быть установлены одноименными полярностями друг к другу, а выступание полюсных наконечников за поверхность магнита изменяться, внешний диаметр полюсных наконечников может быть равен, выполнен несколько меньше внешнего диаметра кольцевого магнита, а также выступать за него. Притом угол трапецеидальной формы магнитов подбирают таким образом, чтобы обеспечить максимальное уменьшение магнитной массы магнита при достижении максимальных значений магнитного поля на оси магнитной системы, причем величина угла зависит от соотношения геометрических параметров магнита, в том числе максимальной толщине, а также внешнего и внутреннего диаметра, а полюсные наконечники 2, обеспечивающие увеличение концентрации магнитных силовых линий во внутренней области магнита, выполнены в виде колец, средний диаметр которых определяет фиксацию соседних магнитов относительно друг друга, а внутренний диаметр полюсных наконечников выбирается в соответствии с внешним диаметром электронного потока, стабилизация которого осуществляется предлагаемой структурой магнитной фокусирующей системы, а также зависит от конструкции используемой замедляющей системы.
Устройство работает следующим образом. Кольцевые магниты 1 с установленными между ними полюсными наконечниками 2, за счет чередования направлений намагниченности кольцевых магнитов 1, формируют на оси фокусирующей системы переменное по знаку магнитное поле. Пучок электронов, попадая в зазор фокусирующей системы, подвергается воздействию переменного магнитного поля, которое уравновешивает центробежную силу и силу пространственных зарядов электрона, из-за чего электронный пучок фокусируется и транспортируется на всей протяженности МПФС.
Специальная (треугольная) форма полюсных наконечников обеспечивает увеличение концентрации магнитных силовых линий, в направлении оси магнитной фокусирующей системы, что способствует увеличению магнитного поля внутри магнитной фокусирующей системы, улучшению фокусировки электронного потока, расположенного на оси магнитной фокусирующей системы и снижению ускоряющего потенциала при сохранении заданной мощности прибора.
Данная форма кольцевых магнитов позволяет снизить массу МПФС, а также более эффективно использовать магнитный материал постоянных магнитов, что влечет за собой снижение стоимости ЛБВ. Треугольная форма полюсных наконечников совместно с трапецеидальной формой сечения магнитов позволяет концентрировать больше магнитных силовых линий на оси магнитной системы.