Многорезонаторный мезер на циклотронном резонансе

Многорезонаторный мезер на циклотронном резонансе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i d) 273ОО1

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

".o;.з Советскиx

".оцналистинескик

Реслублии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 16.06.67 (21) 1164033,. 26-25 (51) М. Кл. Н Ols 1 06

Н Olj 25/10 с присоединением заявки М

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 15.05.75. Бюллетень ¹ 18 (53) УДК 632.385.6 (088.8) Дата опубликования описания 10.11.75 (72) Авторы

v.зобретения

A. В. Гапонов, А. Л. Гольденберг, Г. H. Рапопорт и В. К. Юлпатов (71) Заявитель

Научно-исследовательский радиофизический институт (54) МНОГОРЕЗОНАТОРНЫЙ МАЗЕР НА ЦИКЛОТРОННОМ

РЕЗОНАНСЕ

Изобретение относится к электрош1ым приборам сверхвысокочастотного диапазона.

В настоящее время в качестве мощных усилителей дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн широко используются двухи многорезонаторпые клистро1.ы. Однако создание могцных клистронов миллиметрового и тем более субмиллиметрового диапазона затруднено, так как с уменьшением пространства взаимодействия прп укорочении рабочей длины ограничивается ток пучка, уменьшается допустимое высокочастотное напряжение, увеличиваются ВЧ-потери и т. д.

Целью изобретения является увеличение поперечного сечения и длины пространства взаимодействия при повышении раоочей частоты.

Для этого в предложенном двух- или многорезопаторном клистроне источником электронов является электронная пушка, создающая поток электронов, движущихся по винтовым траекториям в постоянном магнитном поле, напряженность которого выбирается таким образом, чтобы частота вращения электронов (циклотронная частота) или одна из ее гармоник была близка собственпь1м частотам резонаторов и рабочей частоте усилителя.

Такой поток эффективно взаимодействует на циклотронной частоте и ее гармониках с высокочастотным электромагнитным полем произвольной структуры, причем время взаимодействия (обеспечивающее высокую эффективность) не ограничивается так жс жестко, как при прямолинейных траекториях электронов: о«о может быть во много раз больше пе5 риода высокочастотных колебаний. Цнклотронная частота электронов зависит от скорости, что используется в мазерах на циклотронном резонансе (МЦР).

Особенности взаимодействия винтовых элек10 тронных пучков с высокочастотным электромагнитным полем позволяют выполнить пространство взаимодействия ЧЦР-клистропа достаточно большим и устранить таким образом трудности, препятствую цие создашно мощных

15 усилителей клистронпого типа в миллиметровом и субмиллпметровом диапазонах длин волн.

На чертеже схематически изооражен предло>кенпый двухрезонаторпый клпстрон.

20 МЦР-клистрон содержит электронную пушку с анодом 1 и катодом 2, имеющим неширокую эмиттирующую поверхность 3, которая так же, как коллектор 4 электронов, вынесена за пределы однородного магнитного поля, со25 здаваемого соленоидом 5. В области однородного магнитного поля расположены входной б и выходной 7 резонаторы, связанные с входным и выходным трактами посредством волноводов 8 и 9, а также пространство дрсй30 фа 10.

273001

Предмет изобретения

Составитель E. Балабан

Техред T. Миронова

Редактор Т. Орловская

Корректоры: Е. Рожкова и В. Брыксииа

Заказ 2580/1 Изд. № 1719 Тираж 833 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

;11осква, )К-35, Раушская иаб., д. 1, 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Электронный к. и. д. МЦР-клистрона (вычисленный по отношению к мощности, соответствующей вращательному движепиго электронов) может достигать тех же значений, что и у клистронов с прямолинейным пучком.

Величина угла пролета в МЦР-клистроне характеризуется величиной 0= (го †пс) L/V, где го — частота усиливаемого сигнала, оги— циклотронная частота электрона, n — целое число, L — длина резонаторов или участка дрейфа, V — скорость поступательного движения электронов. 3а счет резонанса (со — паи) угол пролета в резонаторах может быть достаточно малым даже при большой длине резонаторов. Кроме того, в случае го=псо„фаза сгустков электронов, образующихся в пространстве дрейфа, не зависит от продольной координаты. Благодаря этому МЦР-клистрон малочувствителен к разбросу поступательных скоростей электронов, что является также преимуществом прибора ввиду трудности формирования мощных пучков с большим отношением скорости вращательного и поступательного движения электронов и малым разбросом поступательных скоростей.

Существенно также, что эффективная работа MLIP-клистропа возможна и при взаимодействии пучка с поперечным высокочастотным электрическим полем резонаторов.

Многорезоггаторный мазер на циклотронном резонансе — усилитель высокочастотных электромагнитных колебаний, представляющий собой двух- (или много-) резонаторный клистрон и содержащий источник электронов, резонаторы, разделенныс участками дрейфа, входной и выходной волноводы и соленоид

1О для создания магнитного поля, отл и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения поперечного сечения и длины пространства взаимодействия при повышении рабочей частоты, в качестве источника электронов установлена

15 электронная пушка, создающая поток электронов, движущихся в магнитном поле по винтовым траекториям, причем частота вращения электронов (циклотронная частота) илн ее гармоника равна частоте усиливаемого сиг29 нала.