(21), (22) Заявка: 2005124954/09, 05.08.2005
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
05.08.2005
(46) Опубликовано: 10.11.2006
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
БРАУН, Электронные сверхвысокочастотные приборы со скрещенными полями, Москва, “Иностранная литература”, 1961, т.2, с.155-193. SU 315230 A1, 01.01.1971. SU 1387768 A1, 10.12.1996. GB 1188494 A, 15.04.1970. US 5670860 A, 23.09.1997.
Адрес для переписки:
410040, г.Саратов, пр-т 50 лет Октября, 110А, ОАО “Тантал”
|
(72) Автор(ы):
Ляшенко Александр Викторович (RU), Нейман Борис Залманович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
ОАО “Тантал” (RU)
|
(54) ВЫВОД ЭНЕРГИИ МОЩНОГО СВЧ-ПРИБОРА
(57) Реферат:
Предлагаемое изобретение относится к мощным электровакуумным СВЧ-приборам с коаксиальными или коаксиально-волноводными выводами энергии. Техническим результатом является обеспечение прочности вывода энергии при повышении средней мощности прибора. Внутренние проводники коаксиалов вывода энергии и четвертьволнового шлейфа выполнены в виде медных трубок, внутри которых размещены трубки из нержавеющей стали, по которым поступает охлаждающая жидкость, например дистиллированная вода. Трубки из нержавеющей стали соединены между собой втулкой, имеющей срезы в виде сегментов. Срезы расположены симметрично оси втулки с противоположных сторон. Цилиндрическая часть втулки соединена с внутренней поверхностью наружной трубки внутреннего проводника коаксиального вывода. 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области электровакуумных СВЧ-приборов, конкретнее к мощным СВЧ-приборам с коаксиальными или коаксиально-волноводными выводами энергии.
Известны СВЧ-приборы с коаксиальными выводами энергии, внутренний проводник которых закреплен на керамическом (или стеклянном) вакуумном уплотнении, например платинотрон (амплитрон) QK 434 (1). Недостатком таких конструкций является ограничение средней мощности прибора из-за ограничения теплоотвода от внутреннего проводника коаксиального вывода энергии.
Известны СВЧ-приборы с коаксиально-волноводными выводами энергии, внутренний проводник которых соединен с внутренним проводником коаксиального четвертьволнового шлейфа, например амплитроны МУ-4, МУ-5 (2, 3). Охлаждение внутреннего проводника коаксиального вывода энергии осуществляется через внутренний проводник коаксиального четвертьволнового шлейфа, материал которого имеет хорошую теплопроводность. Этот материал должен также обладать механической прочностью и формоустойчивостью, коэффициентом термического расширения (КТР), совпадающим или близким с КТР вывода энергии и малыми СВЧ-потерями. Таким материалом может быть, например, хромовая бронза с медным покрытием. Однако такие конструкции имеют ограничение по средней мощности, т.к. при повышении средней мощности прибора из-за недостаточности теплоотвода внутренний проводник коаксиала может перегреваться, что в свою очередь может привести к отказу работы прибора.
Предлагается свободная от указанных недостатков конструкция коаксиального или коаксиально-волноводного вывода энергии. Отличие конструкции в том, что внутренние проводники коаксиалов вывода энергии и четвертьволнового шлейфа выполнены в виде трубок, внутри которых размещены трубки, соединенные втулкой, имеющей срезы в виде сегментов, расположенных симметрично оси втулки с противоположных сторон, а цилиндрическая часть этой втулки соединена с внутренней поверхностью наружной трубки внутреннего проводника коаксиального вывода энергии. В этой конструкции внутренний проводник коаксиального или коаксиально-волноводного вывода охлаждается жидкостью, которую подводят через внутренний проводник коаксиального четвертьволнового шлейфа.
Подача жидкости во внутренние проводники коаксиалов вывода энергии и четвертьволнового шлейфа осуществляется через размещенные внутри них трубки, соединенные через втулку. Наличие трубок и такой втулки обеспечивает равномерное распределение охлаждающей жидкости по всей длине внутреннего проводника коаксиала. Для обеспечения жесткости крепления коаксиала внутренние трубки изготавливают из нержавеющей стали, а для уменьшения СВЧ-потерь наружные трубки – из меди.
На фиг.1 представлена схема предлагаемой конструкции, где:
1 – внутренний проводник коаксиально-волноводного вывода энергии;
2 – внутренний проводник коаксиального четвертьволнового шлейфа;
3 – наружный проводник коаксиально-волноводного вывода энергии;
4 – наружный проводник коаксиального четвертьволнового шлейфа;
5 – трубка из нержавеющей стали, расположенная внутри внутреннего проводника коаксиального вывода энергии;
6 – трубка из нержавеющей стали, расположенная внутри внутреннего проводника четвертьволнового шлейфа;
7 – втулка, соединяющая трубки 5 и 6;
8 – волновод;
9 – резонаторная система магнетрона;
10 – вход охлаждающей жидкости;
11 – выход охлаждающей жидкости;
12 – кольцо с отверстиями для закрепления трубки 5 и обеспечения прохождения жидкости для охлаждения трубок 1 и 2;
13 – трубка для подачи охлаждающей жидкости в трубку внутреннего проводника коаксиального вывода энергии.
На фиг.2 представлен разрез фиг.1 по линии А, из которого видна схема соединения втулки 7 с трубками 1, 2, 6 а также видны срезы в виде сегментов, симметрично расположенных относительно оси втулки, на котором:
1 – наружная трубка внутреннего проводника коаксиально-волноводного вывода энергии;
2 – наружная трубка внутреннего проводника коаксиального четвертьволнового шлейфа;
3 – наружный проводник коаксиально-волноводного вывода энергии;
4 – наружный проводник коаксиального четвертьволнового шлейфа;
6 – внутренняя трубка из нержавеющей стали внутреннего проводника четвертьволнового шлейфа;
7 – втулка, соединяющая трубки 5 и 6 (фиг.1);
14 – поверхность, по которой втулку 7 соединяют с трубкой 1;
15 – срезы на втулке в виде сегментов.
Предлагаемая конструкция опробована при разработке магнетрона непрерывного действия с выходной мощностью 50 кВт, работающего на частоте 2450 МГц. Диаметр трубки 1 – 10 мм, диаметр трубки 2 – 10 мм, диаметр наружного проводника четвертьволнового шлейфа 4 – 20 мм, диаметр внутренних трубок 5 и 6 – 6 мм.
Расход охлаждающей жидкости (дистиллированной воды) через внутренний проводник коаксиального вывода составил 4 л/мин при перепаде давления 6 кгс/см2. При этом магнетрон стабильно работал при выходной мощности 52 кВт.
Формула изобретения
Вывод энергии мощного СВЧ-прибора коаксиального или коаксиально-волноводного типа с креплением внутреннего проводника коаксиала на внутреннем проводнике коаксиального четвертьволнового шлейфа, отличающийся тем, что внутренние проводники коаксиалов вывода энергии и четвертьволнового шлейфа выполнены в виде трубок, внутри которых размещены трубки, соединенные втулкой, имеющей срезы в виде сегментов, расположенных симметрично оси втулки с противоположных сторон, а цилиндрическая часть этой втулки соединена с внутренней поверхностью наружной трубки внутреннего проводника коаксиального вывода энергии.
РИСУНКИ
|