Выходная электродинамическая система усилительного клистрона

Выходная электродинамическая система усилительного клистрона

Реферат

 

Изобретение предназначено для использования в широкополосных двухполосных клистронах, работающих на двух видах колебаний с нерабочим интервалом между полосами. Выходная электродинамическая система усилительного клистрона содержит активный резонатор (Р) 1, выходной тракт 2 и пассивные Р 3, 4. В каждом Р используются два вида колебаний. Связи k₁₁ k₁₂ k₁₃ образуют низкочастотный фильтр, а связи k₂₁ k₂₂ k₂₃ высокочастотный фильтр. Величина коэффициента связи между пассивными Р превышает критическое значение. Предлагаемая система имеет расширенную рабочую полосу частот и улучшенные массогабаритные характеристики. 7 ил.

Изобретение предназначено для использования в широкополосных двухполосных клистронах, работающих на двух видах колебаний с нерабочим интервалом между полосами. Целью изобретения является упрощение конструкции, уменьшение габаритов и массы выходного каскада двухполосного усилительного клистрона. На фиг. 1 представлена схема компактного двухполосного фильтра для частного случая трехзвенного двухполосного фильтра; на фиг. 2-5 пример конкретного конструктивного выполнения двухполосного трехзвенного фильтра с одним выходом в нагрузку в четырех видах; на фиг. 6 и 7 экспериментально полученные графики зависимости действительной части импеданса резонатора от частоты в различных пролетных каналах. На фиг. 1 представлена схема, поясняющая принцип работы для частного случая трехзвенного двухполосного компактного фильтра. Фильтр состоит из активного резонатора 1, выходного тракта 2 и пассивных резонаторов 3 и 4. В каждом резонаторе используются два вида колебаний. Низкочастотные виды колебаний резонаторов 1, 3, 4 последовательно связаны между собой связями k₁₁, k₁₂, нагружены на тракт 2 посредством связи k₁₃ и образуют низкочастотный фильтр. Высокочастотные виды колебаний тех же резонаторов связаны последовательно связями k₂₁ и k₂₂ и связью k₂₃ с входным трактом и образуют высокочастотный фильтр. На фиг. 2-5 представлен пример конкретного конструктивного исполнения трехзвенного двухполосного фильтра. Конструкция двухполосного фильтра включает в себя стержневые элементы 5 подстройки связей, емкостные элементы 6 частотной подстройки пассивных резонаторов двухполосного фильтра, щели 7 связи с активным резонатором, выходной тракт 8, щель 9 связи с выходным трактом, стержневые элементы 10 подстройки связей, двухсвязанный активный резонатор 11, корпус 12 активного резонатора, корпус 13 пассивного фильтра. Настройка двухполосного фильтра начинается с настройки амплитудно-частотной характеристики полосы, в пределах которой поля в зазорах взаимодействия активного резонатора противофазны, посредством элементов 6 и 10. Затем с помощью элементов 5 осуществляется подстройка амплитудно-частотной характеристики полосы, в пределах которой поля в зазорах взаимодействия синфазны. При этом существенно, что искажения противофазной характеристики не происходит, так как элементы 5 расположены в узлах электрического поля, соответствующего противофазному виду колебаний. На фиг. 6 и 7 представлены результаты экспериментального исследования макета двухполосного трехзвенного фильтра. На графиках изображены зависимости действительной части импеданса, активного резонатора в каналах 14, 15, соответственно ReZ₁₄, (см. фиг. 6), ReZ₁₅ (см. фиг. 7) от частоты j. Частотный интервал между полосами составляет половину отдельной полосы. При этом величины ReZ₁₄, ReZ₁₅ в пределах каждой полосы отличаются не более чем на величину пульсации ReZ₁₄. Эта пульсация по величине не превосходит 1 дБ. При попытке уменьшить частотный интервал между полосами быстро возрастает разница между ReZ₁₄ и ReZ₁₅. Система работает следующим образом. В зависимости от частоты сигнала выходная система возбуждается сгруппированным электронным потоком, пронизывающим зазоры активного резонатора 1, в рабочей полосе частот либо основного, либо высшего вида колебаний. Требуемые амплитудно-частотные характеристики обеспечиваются соответствующими элементами 6 настройки пассивных резонаторов, сконструированных и расположенных так, что они избирательно влияют на резонансные частоты и связь либо основного, либо высшего вида колебаний. Поэтому несмотря на то, что пассивная часть фильтровых систем выполнена в едином металлическом корпусе, выходная система относительно просто настраивается так, что на каждом виде колебаний в пределах рабочих полос реализуется амплитудно-частотная характеристика с малой неравномерностью и одинаковой величиной действительной части импеданса, приведенной к зазорам активного резонатора. Щели 7, 9 связи между активным и пассивным резонаторами, а также между пассивным резонатором и выходным трактом располагаются так, чтобы обеспечить достаточную связь соответствующих видов колебаний электромагнитного поля. Перекрестное взаимное влияние полей низкочастотной и высокочастотной фильтровых систем не приводит к заметному искажению амплитудно-частотных характеристик рабочих полос, если частотный интервал между ними составляет не менее половины рабочей полосы. Близкие условия возбуждения выходной системы на всех частотах в пределах различных полос обеспечивают одинаково высокий КПД.

Формула изобретения

ВЫХОДНАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УСИЛИТЕЛЬНОГО КЛИСТРОНА, включающая активный резонатор, работающий на двух видах колебаний, двухполосную фильтровую систему, состоящую из двух цепочек пассивных резонаторов и связанную с активным резонатором щелями связи, отличающаяся тем, что, с целью расширения рабочей полосы частот, упрощения конструкции и улучшения массогабаритных характеристик, все пассивные резонаторы двух цепочек с одинаковыми порядковыми номерами попарно электромагнитно связаны, при этом величина коэффициента связи между ними превышает критическое значение, а по крайней мере одна из щелей связи активного резонатора с двухполосной фильтровой системой расположена в месте возбуждения полей двух видов колебаний.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000