146672. lajstromszámú szabadalom • Interdigitalis magnetron javított fogrendszerrel

Megjelent: 1960. május 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.672. SZÁM 21. g. 1—16. OSZTÁLY — EE-524. ALAPSZÁM Interdigitalis magnetron javított fogrendszerrel Egyesült Izzólámpa és Villamossági RT, Budapest Feltaláló: Horváth Tibor mérnök, budapesti lakol A bejelentés napja: 1958. március 10. Találmányunk interdigitalis magnetronokra, különösen pedig azok fogrendszerének módosítására vonatkozik. Mint ismeretes, az interdigitalis magnetronok együreges magnetronok, amelyekben az elektronokkal kölcsönhatásba lépő nagyfrekvenciás tér kialakítása egy másbanyúló, az anódnák a katód felőli oldalán elhelyezkedő fogak, illetve fogrendszer segítségével történik. Az interdigitalis magnetronoknak többféle kivitele ismeretes. Az egyik kivitel szerint a katódot egy gyűrű alakú üreges anód vette körül és ezen anódnak a katód felé eső részén körben helyezkedtek el a szélesebb oldalukkal a katód felé néző egymás közé nyúló fogak. Egy másik ismert megoldás szerint a katódát körülvevő fogrendszer két párhuzamos tárcsára van felszerelve, e tárcsák pedig egy tetszőleges rezonátor rendszerhez hozzávezetőül szolgálnak. Akár maga a fogrendszert hordozó gyűrű alakú test volt üregként kiképezve, akár pedig külső üregek csatlakoztak a fogrendszert hordozó tárcsákihoz, az ismert fogrendszerek nem voltak kielégítőeik. Mint említettük ugyanis, e fogrendszernek az a szerepe, hogy kialakítsa az elektronokkal kölcsönhatásiba lépő nagyfrekvenciás teret. E nagyfrekvenciás tér a katóda tengelyére merőleges síkba kell, ihogy essen, mert a katódából kilépő elektron csak ilyen térrel lép kölcsönhatásba. Ezért a fogrendszernek az is feladata — szemben a soküreges magnetronok szegmenseivel —, hogy az anódüregben levő, a katód tengelyével párhuzamos elektromos teret, legalább részben, a katód tengelyére merőleges síkban levő elektromos térré alakítsa át. Amennyiben a fogrendszer csak kismértékben alakítja át az említett, a katódával párhuzamos elektromos teret a katódára merőleges térré, úgy magában a katódában influálódnak nagyfrekvenciás áramok, amelyek energiaveszteségeket okoznak részint a katód felületén, részint pedig a katód hozzávezetéseken fellépő sugárzási veszteségek miatt. Ezáltal az üreg jóság tényezője, illetve a magnetron hatásfoka romlik. Megjegyzendő, hogy a fogak elektromos térátalakító szerepe lényegileg quantitativ, ami annyit jelent, hogy a transzformációnak térirány változtató jellege a döntő. Az eddigi interdigitalis fogrendszerek éppen a tekintetben voltak meg nem felelőek, hogy csak tökéletlenül töltötték be az említett térirányátalakító szerepüket, és ezáltal rontották a magnetron hatásfokát. Ezen ismert és nem kielégítő fogrendszerek hiányosságai kompenzálással kiegyenlíthetők, vagy spirálkatód alkalmazásával, vagy pedig a katód hangolásával (azaz a katód kapacitív impedanciájának kompenzálásával); az ily megoldások azonban a konstrukciót komplikálják és a magnetron sávszélességét és ezzel együtt alkalmazhatóságát szűkítik. Találmányunk célja az említett hátrányok kiküszöbölése és az interdigitalis magnetron fogrendszerének oly kialakítása, hogy a katód tengelyével párhuzamos irányú elektromos teret lehetőleg maradéktalanul merőleges irányú térré alakítsa át, anélkül azonban, hogy szükség volna akár spirálkatód alkalmazására, akár a katód hangolására, vagy másfajta kompenzálásra. Célunk volt továbbá a fogrendszer oly kialakítása, mely az interdigitalis magnetron jóságát, hatásfokát és sávszélességét, ezzel együtt alkalmazhatóságát megnöveli. Találmányunk azon a gondolaton alapszik, hogy a kitűzött cél az interdigitalis magnetron fogainak oly elrendezésével és kialakításával érhető el, amellyel a fogak induktivitása ill. impedanciája csökken. A katód tengelyére merőleges síkba eső azon térerősség létrehozásához, amely az elektronokkal kölcsönhatásba lép, az egymás után következő fogakat váltakozva pozitív, ill. negatív potenciálra kell feltölteni. A jelenlevő fogkapacitások miatt ehhez a fogakban tengelyirányú töltőáramokat kell létrehoznunk. Ez a töltőáram azonban a fogak Öninduktivitása miatt a fogak mentén feszültségesést eredményez, amely tengelyirányú térerősség komponenst hoz létre, tehát átalakítása emiatt tökéletlenné válik. A fogrendszernek és a kátédnak Hull és Randals (Proc. I. R. E. 1948. évf. 1359