Электронный свч-прибор со скрещенными полями(фазматрон)

Электронный свч-прибор со скрещенными полями(фазматрон)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

И ЗОБ РЕ ТЕ Н И Я,.277IIS

Сок!а Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельств а №

Заявлено 02.||.1968 (№ 1214642/26-25) с присоединением заявки У

Приоритет

Опубликовано 22.VI1.1970. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания I.XII.1970

Кл. 21g, 13/16

Комитет по делам изобретений и открь!тий при Совете Министров

СССР

МПК Н 011

УДК 621.385.632.2/633. .24 (088.8) Авторы изобретения

Л. М. Лагранский, В. А. Лепилов и В. А. Неганов

Заявитель

ЭЛЕКТРОННЫЙ СВЧ-ПРИБОР СО СКРЕЩЕННЪ|МИ ПОЛЯМИ (ФАЗМАТРОН) B лучевых приборах магнетрониого типа не удается полностью преобразовать потенциальную энергию электронного потока 1: высокочастотную энергию. Часть электронов, которые в момент влета в пространство взаимодействия попадают в ускоряющее высокочастотное поле (обычно их называют неправильнофазовыми электронами), Нс успевают передать запас потенциальной энергии полю, ITo сии>кает к.и.д. прибора. Фазу неиравильиофазных э IeIn po!Ion мож!!О скор|)ектировать путем II3i101101IIIH конфигурации отрицательного электрода в результате чего меняются напряженность статического электрического поля и соответственно скорость движения иеправильиофазиых электронов. Последнее приводит к изменению фазы электронов относительно бегущей волны в замедляющеи системе. Однако в =- гом случае ие удается одновременно су!цественио повысить к.п.д, и уменьшить длину прибора из-за малой эффективности такой иерефазировки электроиог.

Целью изобретения является повышение к.п.д. прибора и уменьшение его длины. Для этого в прибор, содержащий электронную пушку, пространство взаимодействия электронного потока с полем замедленной электромагнитной волны, образованное противолежащими поверхностями замедляющей системы и отрицательного электрода, поверхность которого со стороны пространства взаимодействия снабжена пазами пли выступами, располо кенных!и параллельно магнитным силовым линиях!, установлен фазирующий электрод, расположенный между пушечным концом прибора и областью интенсивного оседания электронов на замедляющую систему в месте расположения пазов или выступов íà пОВерхности отрицательного электрода. Фазирующий

10 электрод выполнен в виде проводящей пластины, параллельной поверхности замедляющей системы. Геометрические размеры областей

IIpocTp;IIIcTB 1 Вз!Iиыодеиствия между фази рующим электродом и замедляющей системой

15 и отрицателыпям электродом выбраны из условия изменения примерно иа 180 фазы иеправильнофазиых электронов, проходящих между поверхностями фазирующего и отрицательного электродов, относительно фазы

20 правильнофазиых электронов.

В пространство взаимодействия может быть введено несколько фазирующих электродов, расположенных последовательно с зазором, а между фазпру!ощим п отрицательным элект25 родами может быть размещен дополнительный корректирующий электрод.

На фиг. 1 изображена схема описываемого прибора; на фиг. 2 — то же, с несколькими

30 фазирующпм электродами; на фиг. 3 — то же277ii5

55 б0

65 с корректирующим электродом между фазпрующпм и отрицательным электродами.

Прибор включает электронную пушку 1 (фиг. 1), замедляющую систему 2, отрицательный электрод 8 с пазом 4, пад которым параллеЛьно силовым линиям магнитного поля размещен фазирующий электрод 5.

Электронный поток б, сформированный пушкой 1, движется в пространстве взаимодействия между противолежащими поверхности..in замедляющей системы 2 и отрицательного электрода 8 в направлении коллектора 7. Скорость движения электронов равна отношению напряженностей электростатического и скрещенного магнитного полей в пространстве взаимодействия. Входной высокочастотный сигнал передается в замедляющую систему 2

° через ввод 8. Во время движения электронный поток б взаимодействует с высокочастотным полем замедленной волны системы 2, причем скорости движения волны и потока равны.

Правильнофазные электроны 9 взаимодействуют с тормозящим высокочастотным полем, отдают свою потенциальную энергию и направляются к замедляющей системе 2. Неправильнофазные электроны 10 отбирают энергию у высокочастотного поля и приближаются к отрицательному электроду 8. Таким образом, процесс взаимодействия потока и волны приводит к «рассортировке» электронов по энергиям и к распределению их по высоте пространства взаимодействия.

Фазирующий электрод 5, параллельный плоскостям системы 2 и электрода 8, размещен на участке пространства взаимодействия между вводом 8 и областью интенсивного токооседания электронов на замедляющую систему 2. Ширина электрода 5 в направлении магнитных силовых линий должна быть пе менее ширины потока б. Электрод 5 разделяет в сечении А — А электронный луч 6 на два потока и направляет неправпльнофазные электроны 10 в область дрейфа, образованную противолежащими поверхностями электрода 5 и паза 4. Правпльнофазные электроны 9 направляются в пространство между противолежащими поверхностями замедляющей системы 2 и электрода 5 и перемещаются там синхронно с высокочастотной волной. Напряженности электростатических полей в пространстве между поверхностями электрода 5, электродов замедляющей системы 2 и отрицательного электрода 8 выбраны различныAI путем подбора расстояний между поверхностями этих электродов на участке пространства взаимодействия между плоскостями А — А и Б — Б, а также зависят от значения потенциала электрода 5. Разность напряженностей полей, а следовательно, и скоростей потоков неправильнофазных 10 электронов выбрана такой, чтобы в выходной области электрода 5 (плоскость Б — Б) фаза неправильнофазпых электронов 10 после прохождения ими области дрейфа изменилась относительно фазы высокочастотного поля в данной области про5

15 г0

Зо

50 страпства взаимодействия па величину, близкую к iU0 . Далее перефазировапные электроnbi 10 взаимодействуют с тормозящим ВЧ-полем и передают ему свою потенциальную

=-нергию. Усиленный ВЧ-сигнал в коллекторной части системы 2 через вывод 11 передался па внешнюю нагрузку.

Фазирующий электрод 5 может быть выполпеп в виде сплошной металлической пластины, сетчатого пли решетчатого электродов. Поскольку этот электрод пере ватывает изве тпую долю электронного потока, должны быть пр пяты меры, обеспечивающие необходимую

crn термостойкость. Целесообразно электрод изготовлять из термостойких материалов (например молибдена, вольфрама, тантала).

На фиг, 2 показана схема прибора с несколькимп фазирующимп электродами, установленными последовательно друг за другом в пространстве взаимодействия под одинаковымп нли разными потенциалами. Во входной области пространства взаимодействия изменив пие фазы неправильпофазных электронов обеспечивается с помощью выступа 12, укрепленного на электроде 8 и увеличивающего скорость дрейфа этих электронов. В выходной области изменение фазы неправпльнофазных электронов обеспечивается фазирующим электродом 5 и пазом 4, В лучевых приборах с секционированной замедляющей системой фазирующий электрод может Оыть размещен в области дрейфа (в разрыве) между секциями прибора, так как в области дрейфа нет замедляющей системы п с конструктивной точки зрения гораздо проще осуществить изменение геометрии электродов, образующих пространство дрейфа (анод — отрицательньш электрод).

На фиг. 3 показана схема прибора с корректирующим электродом 18, расположенным в углублении или в пазу 4 отрицательного электрода 8. Электрод 18 электрически изолирован от электрода 8. Подбирая потенциал электрода 18, можно изменять в необходимых пределах скорость дрейфа электронов 10, перемещающихся в пространстве между прогпволежащимп поверхностями электродов 5 и 18 и тем самым подоирать оптимальныи режим работы прибора.

Аналогичные изменения конструкции возможны также в генераторах и усилительных приборах с обратной волной.

Предмет изобретения

1. Электронный CB I-прибор со скрещенными полями, содержащий электронную пушку, пространство взаимодействия электронного потока с полем замедленной электромагнитной волны, образованное противолежащими поверхпостямп замедляющей системы и отрицательного электрода, поверхность которого со стороны пространства взаимодействия снабжена пазами или выступами, расположенными параллельно магнитным силовым линиям, отл(итоциася тем, что, с целью повышения

277115

Фиг.2 к.п.д. и уменьшения длины прибора, между пушечным концом и областью интенсивного оседания электронов на замедляющую систему В месте расположения пазов или Выступов установлен фазирующий электрод, выполненный в виде проводящей пластины, параллельной иовср: ности замедляющей систе ttt, причем геомегрические размеры областей пространства t3заимодействия между фазирующим электродом и,àìåäëëtoùåé системой и отрицательным электродом соответственно выбраны из условий изме;.ения па 180 фазы неправильнофазных электронов, проходящих между противолежащими поверхностями фазирующего и отрицательного электродов, относительно фазы правпльиофазных электронов.

2. СВЧ-прибор по п. 1, отличанщиася тем, что, с целью расширения динамического диапазона работы прибора, в пространстве взаимодей твпя установлено последовательно с зазором несколько фазирующих электродов.

3. СВЧ-прибор по п. 1, отлпчпющ шся тем, что междъ. фазиряощим и отрицательным электродами, параллельно им, установлен корректирующий электрически изолированный электрод.

Редактор Громова

Заказ 3337/8 Тираж 480 Подписное

1(ПИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Мшшстров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Л. Ф. Фролова

Текред 3. H. Тараненко

Корректоры: В. Петрова и Е. Ласточкина