RU2069026C1 - Multibeam o-type device - Google Patents
Multibeam o-type device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2069026C1 RU2069026C1 SU4373319A RU2069026C1 RU 2069026 C1 RU2069026 C1 RU 2069026C1 SU 4373319 A SU4373319 A SU 4373319A RU 2069026 C1 RU2069026 C1 RU 2069026C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- center
- channels
- row
- field
- axis
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электровакуумным приборам О-типа, в частности к многолучевым клистронам и лампам бегущей волны. The invention relates to O-type electrovacuum devices, in particular to multipath klystrons and traveling-wave lamps.
Целью изобретения является повышение средней выходной мощности и долговечности за счет улучшения токопрохождения. The aim of the invention is to increase the average power output and durability by improving current flow.
Конструкция прибора приведена на фиг. 1 4. The design of the device is shown in FIG. fourteen.
На фиг. 1 представлена схема расположения пролетных каналов прибора, O1O2 ось прибора, 1 каналы некоторого i-го ряда, 2 оси этих каналов, αi угол между осью прибора и осью канала i-го ряда, 3 каналы внутренних рядов, 4 оси этих каналов, Ri радиус, на котором расположены центры каналов i-го ряда, вектор индукции продольного внешнего фокусирующего поля, Δi смещение в азимутальном направлении центра пролетного канала в выходном сечении относительно центра во входном сечении.In FIG. 1 shows the layout of the passage channels of the device, O 1 O 2 the axis of the device, 1 channels of a certain i-th row, 2 axes of these channels, α i the angle between the axis of the device and the axis of the channel of the i-row, 3 channels of the inner rows, 4 axes of these channels, R i is the radius on which the centers of the channels of the i-th row are located, the induction vector of the longitudinal external focusing field, Δ i is the displacement in the azimuthal direction of the center of the passage channel in the output section relative to the center in the input section.
На фиг. 2 показана силовая линия магнитного поля, создаваемая линейным током. In FIG. 2 shows a magnetic field line generated by a linear current.
На фиг. 3 представлена проекция Bθ2m на азимутальное направление магнитной индукции , созданной током m-го канала, расположенного на расстоянии rm от q-го парциального потока. γm угол между радиусом Ri и прямой mq.In FIG. 3 shows the projection of B θ2m on the azimuthal direction of magnetic induction created by the current of the m-th channel located at a distance r m from the q-th partial flow. γ m is the angle between the radius R i and the straight line mq.
На фиг. 4 показан суммарный вектор магнитной индукции , т. е. векторная сумма внешнего продольного фокусирующего поля и азимутального поля , созданного парциальными электронными потоками. Токи, протекающие по каналам, внешним по отношению к рассматриваемому i-му, не влияют на величину азимутальной компоненты поля на радиусе Ri.In FIG. 4 shows the total magnetic induction vector , i.e., the vector sum of the external longitudinal focusing field and azimuth field created by partial electron streams. The currents flowing through channels external to the ith considered do not affect the magnitude of the azimuthal field component at a radius R i .
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
За счет векторного сложения внешнего фокусирующего магнитного поля и собственного магнитного поля силовые линии магнитного поля становятся винтовыми линиями с углом закручивания ai.. Электроны каждого парциального потока движутся в этом поле, в среднем следуя силовым линиям. В результате оси парциальных потоков также приобретают вид винтовых линий с тем же углом закручивания, так что центр каждого потока в выходном сечении смещается в азимутальном направлении на величину Δi. Для снижения динамического токооседания оси парциальных каналов должны быть развернуты в пространстве на тот же угол αi, так что центр каждого парциального канала в выходном сечении смещен в азимутальном направлении на величину Δi относительно его центра во входном сечении.Due to the vector addition of the external focusing magnetic field and intrinsic magnetic field magnetic field lines become helical lines with a twist angle a i .. The electrons of each partial flux move in this field, on average following the field lines. As a result, the axes of the partial flows also take the form of helical lines with the same twist angle, so that the center of each stream in the output section shifts in the azimuthal direction by Δ i . To reduce the dynamic current subsidence, the axes of the partial channels must be rotated in space by the same angle α i , so that the center of each partial channel in the output section is shifted in the azimuthal direction by Δ i relative to its center in the input section.
Величина угла закручивания и линейного смещения в азимутальном направлении вычисляется из следующих соображений. Согласно закону Био-Савара-Лапласа магнитная индукция линейного тока J направлена азимутально (фиг. 2) и на расстоянии r от него равна:
(1)
Здесь сила тока J выражена в амперах, r в метрах, Bθ в тесла, магнитная проницаемость свободного пространства μo= 4π•10-7 Гн/м.The magnitude of the twist angle and linear displacement in the azimuthal direction is calculated from the following considerations. According to the Bio-Savard-Laplace law, the magnetic induction of the linear current J is directed azimuthally (Fig. 2) and at a distance r from it is equal to:
(one)
Here, the current strength J is expressed in amperes, r in meters, B θ in Tesla, and the magnetic permeability of free space is μ o = 4π • 10 -7 GN / m.
Азимутальная компонента поля Bθ в точке q (фиг. 3) на радиусе Ri складывается из поля Bθ1, созданного суммарным током пучков, размещенных внутри окружности радиуса Ri, и поля Bθ21, созданного током пучков, размещенных на радиусе Ri. При равенстве парциальных токов Jo и равномерном их распределении по окружностям каждого ряда с номером j<i с учетом (1) имеем:
(2)
где Nj число пучков в j-м ряде.The azimuthal component of the field B θ at the point q (Fig. 3) on the radius R i is composed of the field B θ1 created by the total current of the beams placed inside a circle of radius R i and the field B θ21 created by the current of the beams placed on the radius R i . With the equality of the partial currents J o and their uniform distribution over the circles of each series with number j <i, taking into account (1), we have:
(2)
where N j is the number of beams in the jth row.
Индукция Bθ2 вычисляется суммированием азимутальных составляющих магнитных полей, создаваемых в точке q остальными парциальными токами i-го ряда каналов (фиг. 3):
(3)
(2) и (3) получаем суммарную азимутальную компоненту поля в точке:
(4)
Из отношения Bθ и Вz вычисляется угол закручивания
(5)
и линейное смещение Δi центра потока в азимутальном направлении на длине канала L:
(6)
Величины L и Ri должны быть выражены в одинаковых единицах, смещение Δi в метрах, Bz в тесла.Induction B θ2 is calculated by summing the azimuthal components of the magnetic fields generated at point q by the remaining partial currents of the ith row of channels (Fig. 3):
(3)
(2) and (3) we obtain the total azimuthal component of the field at the point:
(4)
From the ratio of B θ and B z , the twist angle is calculated
(5)
and a linear displacement Δ i of the flow center in the azimuthal direction along the channel length L:
(6)
The values of L and R i must be expressed in identical units, the offset Δ i in meters, B z in tesla.
В формулу (6) введен поправочный коэффициент ki 0,8 -2,3.The correction factor k i 0.8 -2.3 is introduced into formula (6).
Нижняя его граница меньше 1, потому что соотношение (1), а следовательно, (5) и (6) справедливы для линейного тока бесконечной длины, для конечной длины тока Bθ меньше на небольшую величину (менее 10%). Кроме того, угол закручивания должен выбираться с учетом дестабилизирующих факторов. Верхняя граница коэффициента ki определяется из конструктивных соображений. В устройствах со многими рядами каналов углы поворота ai в каждом ряду разные. Выполнение расстояния смещения Δi для каждого из рядов точно в соответствии с формулой (6) без поправочного коэффициента ki к несимметричному взаимному размещению каналов разных рядов в выходном сечении электродинамической системы по сравнению с его входным сечением.Its lower boundary is less than 1, because relation (1), and therefore (5) and (6) are valid for a linear current of infinite length, for a finite current length B θ is smaller by a small amount (less than 10%). In addition, the twist angle should be selected taking into account destabilizing factors. The upper boundary of the coefficient k i is determined from design considerations. In devices with many rows of channels, the rotation angles a i in each row are different. The implementation of the offset distance Δ i for each of the rows exactly in accordance with formula (6) without the correction coefficient k i to the asymmetric mutual arrangement of the channels of different rows in the output section of the electrodynamic system compared to its input section.
Желательно, в ряде случаев, сохранить симметричное расположение выходных сечений, сделав его таким же, как входные. Определяющим здесь будет угол закрутки внешнего ряда каналов, поскольку он несет наибольший ток. Этим и объясняется выбор верхней границы для поправочного коэффициента ki, проведенный на основании анализа ряда реальных систем.It is desirable, in some cases, to maintain a symmetrical arrangement of the output sections, making it the same as the input ones. The spin angle of the outer row of channels will be decisive here, since it carries the greatest current. This explains the choice of the upper boundary for the correction coefficient k i , based on the analysis of a number of real systems.
В случае применения реверсной фокусирующей системы, содержащей участки однонаправленного поля и короткие зоны равенства (изменения знака поля), расчет угла наклонов оси канала разводится по приведенной формуле в пределах каждого участка однородного поля с учетом его знака. In the case of applying a reverse focusing system containing sections of a unidirectional field and short zones of equality (changing the sign of the field), the calculation of the angle of inclination of the axis of the channel is divorced according to the above formula within each section of a homogeneous field taking into account its sign.
Техническая реализация предложенного решения для приборов, пролетные каналы которых содержат внутри электродинамической системы зазоры взаимодействия, как в клистронах или лампах бегущей волны на цепочке связанных резонаторов, может быть осуществлена, например, смещением прямолинейных каналов отдельных труб дрейфа относительно соседних согласно соотношению (6) (ступенчатая аппроксимация винтовой линии). ЫЫЫ1 ЫЫЫ2 ЫЫЫ3 The technical implementation of the proposed solution for devices whose passage channels contain interaction gaps inside the electrodynamic system, as in klystrons or traveling wave tubes on a chain of coupled resonators, can be implemented, for example, by shifting the straight channels of individual drift pipes relative to neighboring ones according to relation (6) (stepwise helix approximation). YYY1 YYY2 YYY3
Claims (1)
где Ki коэффициент для i-го ряда, принимающий значения от 0,8 до 2,3;
L длина пролетного канала, м;
Iо ток парциального луча, А;
Bz индукция однородного фокусирующего магнитного поля, Тл;
Ri радиус цилиндрической поверхности, на которой располагаются оси каналов i-го ряда, м;
Nj, Ni число электронных лучей в j-м и i-м рядах соответственно.An O-type multi-beam microwave electric device containing a magnetic focusing system and an electrodynamic system with span channels arranged in several rows on concentric cylindrical surfaces, the axis of which coincides with the direction of a uniform focusing magnetic field, characterized in that, in order to increase the average power and durability due to improved current flow, the center of each passage channel in the output section of the electrodynamic system is shifted in the azimuthal direction relative to tionary its center in the inlet section for a distance according to the relationship Δ i
where K i is the coefficient for the i-th row, taking values from 0.8 to 2.3;
L the length of the passage channel, m;
I about the current of the partial beam, A;
B z induction of a uniform focusing magnetic field, T;
R i the radius of the cylindrical surface on which the axis of the channels of the i-th row, m;
N j , N i the number of electron beams in the j-th and i-th rows, respectively.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4373319 RU2069026C1 (en) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | Multibeam o-type device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4373319 RU2069026C1 (en) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | Multibeam o-type device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2069026C1 true RU2069026C1 (en) | 1996-11-10 |
Family
ID=21353579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4373319 RU2069026C1 (en) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | Multibeam o-type device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2069026C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2786022A1 (en) * | 1998-11-18 | 2000-05-19 | Thomson Tubes Electroniques | MULTIBEAM ELECTRONIC TUBE WITH MINIMIZED ELECTRON INTERCEPTION |
US6856081B2 (en) | 2002-07-09 | 2005-02-15 | Communications & Power Industries, Inc. | Method and apparatus for magnetic focusing of off-axis electron beam |
-
1988
- 1988-02-03 RU SU4373319 patent/RU2069026C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Белявский Е.Д. и др. Влияние провисания ВЧ-поля на его взаимодействие с электронным пучком в многолучевой ЛБВ. Электронная техника, серия 1, 1974, N 10, с. 35 - 40. Алямовский И.В. Анализ динамических процессов в электронных потоках ЛБВ в конечном фокусирующем попе. Электронная техника, серия 1, часть 1, 1974, N 5, с. 42 - 55, часть 2, N 6, с. 53 - 69. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2786022A1 (en) * | 1998-11-18 | 2000-05-19 | Thomson Tubes Electroniques | MULTIBEAM ELECTRONIC TUBE WITH MINIMIZED ELECTRON INTERCEPTION |
WO2000030144A1 (en) * | 1998-11-18 | 2000-05-25 | Thomson Tubes Electroniques | Multiple beam electronic tube with minimal electron interception |
US6856081B2 (en) | 2002-07-09 | 2005-02-15 | Communications & Power Industries, Inc. | Method and apparatus for magnetic focusing of off-axis electron beam |
US7005789B2 (en) | 2002-07-09 | 2006-02-28 | Communications & Power Industries, Inc. | Method and apparatus for magnetic focusing of off-axis electron beam |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7098615B2 (en) | Radio frequency focused interdigital linear accelerator | |
US5523659A (en) | Radio frequency focused drift tube linear accelerator | |
US4734653A (en) | Magnetic field apparatus for a particle accelerator having a supplemental winding with a hollow groove structure | |
US3731241A (en) | Electrical coils for generating magnetic fields | |
US4839059A (en) | Clad magic ring wigglers | |
US6777893B1 (en) | Radio frequency focused interdigital linear accelerator | |
Hadjarab et al. | Image properties of the hemispherical analyzer applied to multichannel energy detection | |
US3466499A (en) | Cancellation of external magnetic fields by inner and outer cylindrical current sheets | |
US3344357A (en) | Storage ring | |
RU2069026C1 (en) | Multibeam o-type device | |
Tantawi et al. | Distributed coupling accelerator structures: A new paradigm for high gradient linacs | |
US5444243A (en) | Wien filter apparatus with hyperbolic surfaces | |
US3423706A (en) | Multipole magnet having a sequentially shim stepped coil configuration | |
Herminghaus | The polytron as a cw electron accelerator in the 10 GeV range | |
Stovall et al. | Beam Funneling Studies at Los Alamos | |
Ohiwa | The design of deflection coils | |
Chou | Electron optics of concentric spherical electromagnetic focusing systems | |
Wei et al. | Magnetic correction of RHIC triplets | |
RU2822923C1 (en) | Linear ion accelerator with asymmetric variable phase focusing | |
SU1022645A1 (en) | Microtron | |
Molokovsky et al. | Multiple-Beam Electron-Optical Systems | |
RU2091898C1 (en) | Travelling-wave tube with periodic magnetic focusing system | |
RU1814104C (en) | Travelling wave tube with magnetic periodic focusing system | |
Murphy | A method of focusing electron beams | |
SU1356949A1 (en) | Electrostatic lens |