Прибор свч-диапазона

Прибор свч-диапазона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 28.Ч11.1971 (№ 1687826/26-25) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 10.XII. 1973. Бюллетень № 4?

Дата опубликования описания 18Х1.1974.

M. Кл. Н Olj 25/00

Государственный комитет

Саввтв Министров СССР по делам наооретений и открытий

УДК 621.385(088.8) Автор изобретения

В. Е. Гинзбург

Заявитель

ПРИБОР СВЧ-ДИАПАЗОНА

Изобретение относится к электронным .пр гборам,,преобразующим энергию постоянного тока 1в СВЧ-энергию.

Известный СВЧ-прибор содержит электронную пушку, входной и выходной резонаторы и расположенную между ними систему пространственного разделения модулиро ванног > по скорости электронного потомака.

Однако 1в известном приборе отр аженньг. электроны не участвуют в энергообмене с

СВЧ-полем и нагружают входной резонатор по постоянному току, что снижает выходную мощность.

Целью .изобретения является позышение выходной мощности и к. и. д. прибора в генера. торном режиме при повторноAI взаимодействии медленных электронов со входным резонатром.

Для этого система разделения выполнена в

:виде замкнутой камеры с отверстиями на стен,ках, обращенных к обоим резонаторам, а расстояние между |входным,резонатором и оисте>мой разделения соответствует:пути, проходимому электронами за четверть периода высокочастотных колебаний.

Изобретение пояснено чертежами.

На фиг. 1.приведена схема конструкции прибора; на фиг. 2 — характер распределения поля, если пространственный заряд невелик или отсутствует; на фиг. 3 — xapaiKTep распределения поля, если пространспвенный заря.т велик; на фиг. 4 — распределение электронов по энергиям в разных сечениях пучка по его

5 движению; на фиг. 5 — схема оптической системы прибора малой или средней мощности.

Прибор содержит .катод 1 с фо куспрующим электродом, входной резонатор 2, выходной резонатор 8, систему разделения 4,:канал ов».

® зи 5 между резонаторами, вьоводы б элекTpc,магнитных волн, коллектор 7.

В работе .прибора используют принцип огсечки тока. Если пространственный заря:; невелик или отсутствует, то характер распределения поля будет иметь вид, при веденный на фиг. 2, где 8 — эквипотенциали, 9 — траектория отражаемого электрона, 10 — траектория проходящего электрона.

Е сли электронный пучок тормозится до нуля в середине системы разделения 4, то вследствие большого пространственного заряда значительная часть проходящих электронов фонтанирует и оседает .на внутренних стенках камеры (см. фиг, 3).

Н фиг. 3 11 — эквипотенциали, 12 — траектория электрона.

Прибор работает следующим образом.

Пусть;потенциалы катода 1 и системы разделения 4 ра вны нулю, а резонаторов — еди408392 нице. При этом протяженность системы разд ления 4 такова, что потенциал в плоскости ее симметрии, перпендикулярной напра влени о движению пучка, близок к нулю. Пусть также канал связи 5 между резонаторами 2, 8 и они сами отрегулированы таким образом, что амплитуда высокочастотного на пряже»»я во входном резонаторе равна 0,5, а в выходном

1,5. Предположим, что углы пролета во входном 2 и выходном З,резонаторах близки к нулю, а раостояние от резонатора до си стемы разделения 4 электроны проходят за чегверть периода, колебаний.

Обратимся к распределению электронов по энергиям (см. фиг. 4). Перед входным резонатором 2 пучок не имеет модуляции .по энергии (прямая cf). Мощности пучка соответствует квадрат acfg (а бсци сса имеет размерность тока, ордината — напряжения). После прохождения входного резонатора 2 ра спредел»нию по энергиям соогвегсгвует кривая bde.

При этом мощность пучка (площадь фигуры

abdefg) не изменилась. Группа замедленных электронов (кряжевая bd) отражается от системы разделения 4 фокусирующнм зеркалом и воз вращается во входной резонатор через половину,периода колебаний. При этом картину полей в системе разделения 4 целесообразно сделать такой, чтобы как сильно замедлен ные, та к и слабо замедленные электроны возвратили сь точно через, половину периода. Это принципиально возможно, ибо сильно замедленные электроны отражаются раньше и проходят меньшее расстояние. Проходя второй раз через входной резонатор 2, электронны отдают площадь фигуры abh.

СВЧ-IIIoëþ энергию, которой соогвегcrâóåò

Группа ускоренных электро»о в (кривая де) проходит сивозь систему разделения 4, фокусируегся ею,и отдает часть своей энергии полю выходного 1резонатора. Этой части соогвегствует площадь фигуры hefg. В результате электронный к.:п. д. составляет 640/О. Для повышения к. п. д. целесообразно применять рекурацию.

Коллектор а ми, в которых осуществляется рекуперация, могут служить как система разделения 4, так и оконечный,коллектор 7. С»стема разделения 4 может быть коллектором электронов (см. фиг. 3), энергия которых мало изменялась при прохождении сквозь входной резонатор. В этом случае ее потенциал следует несколько повысить. Оконечный коллектор 7 работает обычным образом. Таким о б1разом, устройство имеет меньшую длину, чем пролетно-отражательный клистрон и р не требует специальной фокусирующей системы. Из числа возможных применений изобретения можно указать следующие.

1. Низковольтный генератор большой мощ)5 ности дециметрового диапазона для промышленното п рименения. В этом случае прибор должен иметь развитую катодную систему, на пример множесгво раоположенных по ipyry параллельно друг другу ленточных катодов.

2. Генератор малой или средней мощности, в частности сантиметрового диапазона. Таипй генератор может иметь один катод, где эмиттирующее покрытие нанесено на дно выдавленных в нем |канавок. Оптическая система такого генератора приведена на фиг. 5. Система содержит катод 13, эмиттврующее покрытие 14, сетки 15 входного резонатора, систему распределения 1б, сетки 17 выходного резонатора, коллектор 18.

Зр

Предмет изобретения

Прибор СВЧ-дна назона, содержащий электронную пушку, .входной и выходной резонаторы и расположенную между ними систему разделения быстрых и медленных электроноз, имеющую:потенциал, близкий к потенциалу катода, отличающийся тем, что, с целью повь1шения выходной мощности и к. п. д. п рибора в генераторном режиме при по вторном взаи4р модействии медленных электронов IcO входным резонатором, система разделения выполнены в виде замкнутой камеры с отверстиями »4 стенках, обращенных IK обоим резонаторам, а расстояние между входным резонатором и системой разделения соответствует пути, проходимому электронами за четверть периода высокочастотных колебаний.

408392 с

/ 3

/ 1

l у

4uz 1

Ф1/и

Фиг. 5

15 1Е

17 г

Фьг. 5

Ф а 4

Составитель И. Ратенберг

Техред Т. Ускова Редактор Ф. Хлебников

Корректор Н. Аук

Заказ 179 Изд. № 320 Тираж 768 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, P.àóøñêàÿ наб., д. 4/5. Типография № 24 Союзполиграфпрома, Москва, 121019, ул. Маркса — Энгельса, 14