[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2069026C1 - Multibeam o-type device - Google Patents

Multibeam o-type device Download PDF

Info

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
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
И.В. Алямовский
Original Assignee
Алямовский Илья Владимирович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алямовский Илья Владимирович filed Critical Алямовский Илья Владимирович
Priority to SU4373319 priority Critical patent/RU2069026C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2069026C1 publication Critical patent/RU2069026C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

FIELD: microwave devices. SUBSTANCE: device incorporating electrodynamic system wherein transit-time channels are arranged in several rows on concentric cylindrical surfaces has center of each transit-time channel in output section offset in azimuthal direction relative to its center in input section through distance specified by definite relationship. EFFECT: improved design. 4 dwg

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,

Figure 00000002
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,
Figure 00000002
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

Figure 00000003
, 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
Figure 00000003
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

Figure 00000004
, т. е. векторная сумма внешнего продольного фокусирующего поля
Figure 00000005
и азимутального поля
Figure 00000006
, 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
Figure 00000004
, i.e., the vector sum of the external longitudinal focusing field
Figure 00000005
and azimuth field
Figure 00000006
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

Figure 00000007
и собственного магнитного поля
Figure 00000008
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
Figure 00000007
and intrinsic magnetic field
Figure 00000008
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:

Figure 00000009
(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:
Figure 00000009
(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:

Figure 00000010
(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:
Figure 00000010
(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):

Figure 00000011
(3)
(2) и (3) получаем суммарную азимутальную компоненту поля в точке:
Figure 00000012
(4)
Из отношения Bθ и Вz вычисляется угол закручивания
Figure 00000013
(5)
и линейное смещение Δi центра потока в азимутальном направлении на длине канала L:
Figure 00000014
(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):
Figure 00000011
(3)
(2) and (3) we obtain the total azimuthal component of the field at the point:
Figure 00000012
(4)
From the ratio of B θ and B z , the twist angle is calculated
Figure 00000013
(5)
and a linear displacement Δ i of the flow center in the azimuthal direction along the channel length L:
Figure 00000014
(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)

Многолучевой электровакуумный СВЧ-прибор О-типа, содержащий магнитную фокусирующую систему и электродинамическую систему с пролетными каналами, расположенными в несколько рядов на концентрических цилиндрических поверхностях, ось которых совпадает с направлением однородного фокусирующего магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения средней мощности и долговечности за счет улучшения токопрохождения, центр каждого пролетного канала в выходном сечении электродинамической системы смещен в азимутальном направлении относительно его центра во входном сечении на расстояние Δi согласно соотношению
Figure 00000015

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
Figure 00000015

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.
SU4373319 1988-02-03 1988-02-03 Multibeam o-type device RU2069026C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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