Катодный узел - Многорезонаторный магнетрон

Источником электронов в магнетроне является накаливаемый катод цилиндрической формы. Геометрические размеры катода выбирает таким образом, чтобы обеспечить необходимые условия для возбуждения рабочего вида колебаний и эффективной передачи энергии электронов высокочастотному полю резонаторной системы. Крепление катода в магнетроне осуществляют с помощью радиально расположенных траверс или специальной катодной ножки аксиального типа (рис. 1.4).

конструкция катодного узла

Рисунок 1.4. Конструкция катодного узла:

1 - траверса; 2 - цилиндр; 3 - баллон; 4 - экранный диск; 5 - эмитирующий состав; 6 - подогреватель; 7 - керамический изолятор.

Катод магнетрона должен обеспечивать большую плотность электронной эмиссии. В магнетронах 10ч30 сантиметрового диапазона плотность электронной эмиссии должна быть 3-10 А/см2 и более.

В современных импульсных магнетронах средней мощности широко применяются оксидно-бариевые, а в мощных магнетронах - оксидно-ториевые и другие катоды.

В последнее время для повышения надежности и долговечности в импульсных магнетронах применяются L-катоды, импрегнированные и др.

На рис. 1.5 показаны конструкции L-катода и импрегнированного катода. По краям обычно устанавливаются экраны, которые служат для улучшения распределения электрического поля в пространстве взаимодействия и уменьшения утечки электронов в торцевую полость из пространства взаимодействия.

Катод в импульсных магнетронах находится в несколько необычных условиях по сравнению с катодами в других электронных приборах. Основной особенностью условий работы катода магнетрона является интенсивная обратная бомбардировка его поверхности электронами. Физическая сущность обратной бомбардировки заключается в том, что некоторая часть электронов ускоряется переменным электрическим полем и возвращается на катод. Вследствие этого происходит дополнительный разогрев катода.

конструкции l-катода (а) и импрегнированного катода (б)

Рисунок 1.5. Конструкции L-катода (а) и импрегнированного катода (б): 1 - пористый вольфрамовый цилиндр; 2 - подогреватель; 3 - изолятор; 4 и 5 - танталовые пластинки; 6 - молибденовый внутренний цилиндр; 7 - эмитирующий материал; 8 - молибденовый экран; 9 - цилиндр из пористого вольфрама, пропитанный эмитирующим материалом.

Мощность, которую отдают электроны при возвращении на катод, может составлять до 10% подводимой мощности источника анодного напряжения. Поэтому в некоторых магнетронах после включения анодного напряжения и возбуждения высокочастотных колебаний напряжение накала снижают, а иногда и полностью выключают. Однако в некоторых случаях эти меры являются недостаточными, поэтому нормальный температурный режим катода поддерживают путем принудительного охлаждения катодного узла.

Обратная электронная бомбардировка, с одной стороны, играет положительную роль, увеличивая электронную эмиссию за счет вторичных электронов, с другой стороны - отрицательную, уменьшая срок службы катода.

Похожие статьи




Катодный узел - Многорезонаторный магнетрон

Предыдущая | Следующая