При многолучевом потоке электронов в пушке и в резонансной системе рассчитывают каждый луч как одиночный, но за коллекторным магнитным экраном благодаря поперечному магнитному полю лучи довольно быстро объединяются и далее рассчитываются траектории общего потока.
Катод, электрод для формирования (и модуляции) лучей (сетка или фокусирующий электрод) и анодное отверстие в магнитном экране образуют электронную пушку (Рис.22)
Рис.22 Электронная пушка
На Рис.23-27 показаны (в виде половины относительно оси) рассчитанные электронные пушки для многолучевого клистрона с несколько разной геометрией и с одинаковым первеансом (0.5 мкА/В3/2).
На рисунках Рис. 23-25, приведенных ниже, проведено исследование влияния расстояния от катода до сетки на заполнение пролетного отверстия электронным потоком и на ламинарность электронного потока на выходе из катодного полюса.
Расстояние «катод-сетка»: 0,1 мм
Расстояние «сетка-анод»: 0,66 мм
Толщина сетки: 0,2 мм
Диаметр отверстий в сетке: 1,1 мм
Рис.23
Расстояние «катод-сетка»: 0,2 мм
Расстояние «сетка-анод»: 0,4 мм
Толщина сетки: 0,2 мм
Диаметр отверстий в сетке: 1,1 мм
Рис.24
Расстояние «катод-сетка»: 0,3 мм
Расстояние «сетка-анод»: 0,2 мм
Толщина сетки: 0,2 мм
Диаметр отверстий в сетке: 1,1 мм
Рис.25
На рисунке Рис. 26, приведенном ниже, показано влияние толщины сетки на заполнение пролетного отверстия электронным потоком и на ламинарность электронного потока на выходе из катодного полюса.
Расстояние «катод-сетка»: 0,1 мм
Расстояние «сетка-анод»: 1,1 мм
Толщина сетки: 0,1 мм
Диаметр отверстий в сетке: 1,1 мм
Рис.26
Можно сделать следующие вывод: сетка должна иметь минимальную толщину ради равномерности распределения эмиссии по поверхности катода и ради приближения электронного луча к идеально цилиндрической форме. Однако уменьшение толщины сетки ограничено уменьшением её жёсткости и теплопроводности. Увеличение диаметра отверстий в сетке улучшает форму траекторий и уменьшает плотность эмиссии электронов. Но перемычки между отверстиями не могут быть слишком тонкими и определяются вместе с конструкцией резонатора. Так же действует уменьшение расстояния между сеткой и катодом, но малые расстояния хуже выдерживаются при сборке и эксплуатации, особенно при диаметре катода, большем диаметра отверстий в сетке и аноде. При диаметре сетки больше 20 мм следует учитывать её прогиб при нагреве.
В связи с вышесказанным вполне допустимо остановиться на расстоянии «катод-сетка» 0.2 мм и толщине сетки 0.2 мм.
ГЛАВА 5
МАГНИТНАЯ ФОКУСИРУЮЩАЯ СИСТЕМА
Магнитное фокусирующее (ограничивающее, поддерживающее) электронный поток поле организуется между двумя экранами, где находится резонансная система. Оно создаётся магнитными массами и направляется экранами и магнитопроводами. Ранее магнитное поле создавалось системой железных магнитопроводов и экранов и магнитов из железо-никелевых сплавов. Теперь это редкоземельные сплавы самарий-кобальт (SmCo5) или неодим-железо-бор (NdFeB).
Расчёт магнитной системы начинается с подбора такого экрана, в котором электронный поток входит в магнитный зазор без пульсаций. Затем следует обратить внимание на поле в металле, которое не должно приводить к насыщению, и на поле в магнитном материале, где его величина должна соответствовать рекомендуемой справочником. Магнитная система является существенно трёхмерным объектом, и расчёт может быть выполнен с помощью трёхмерной программыMaxwell 3D. Она основана на конечных элементах, так же как высокочастотная программа Ansoft, и учитывает нелинейные свойства материалов, то есть насыщение магнитного материала и железных деталей конструкции. При расчёте следует обратить внимание на области с рисунком пролётных отверстий, где расчётная сетка должна быть наиболее мелкой.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.