Способ измерения эффективного характеристического сопротивления объемных резонаторов свч приборов клистронного типа

Способ измерения эффективного характеристического сопротивления объемных резонаторов свч приборов клистронного типа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

ОП ИСАНИЕ лм

ИЗОБРЕТЕН Ия (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22} Заявлено 22.03.76 (21)2338391 25 (51) М. Кл.

Н 01 25/10 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный «омнтет

Совета Министров СССР оо делам изооретеннй и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.10,77. Бюллетень №3 (45) Дата опубликования описания,15.11.77 (53) УДК 621.385. .624 (088.8) Б. С. Дмитриев, Ю. Д. Жарков, Э. А. Умеров и С. Н. Голубев (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт механики и физики при Сараовском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им. Н. Г. Чернышевского (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБЪЕМНЫХ РЕЗОНАТОРОВ

СВЧ ПРИБОРОВ КЛИСТРОННОГО ТИПА

Изобретение относится к области электровакуумных приборов СВЧ типа 0", а именно к способам измерения характеристик резонансных колебательных систем с помо-, щью Электронного пучка и может быть использовано при конструировании и разработ» ке СВЧ приборов клистронного типа.

Создание высокоэффективнътх СВЧ приборов, использующих резонансные колебатель ные системы, невозможно без точного энь- 10 ния параметров последних, в связи с чем особое значение приобретают экспериментальные методы измерения параметров объемных резонаторов.

Известен способ экспериментального опре 5 деления параметров объемных резонаторов, основанный на измерении сдвига резонансной частоты колебательной системы при внесении в нее, малого возмущающего тела f 1).

Этот способ позволяет измерять только холодный параметр формы объемного резо натора, его характеристическое сопротивле иие ) . Однако для сравнения различных резонаторов по степени их эффективности в 25 йриборах клистронного типа более удобно пользоваться параметром эффективного харак« терлстического сопротивления рМ, который определяет не только коэффипиент формы резонатора р, но и оценивает степень взаимодействия его высокочастотного поля с электронным пучком.

Известен способ измерения эффективного характеристического сопротивления объемных резонаторов СВЧ, приборов клистронного типа, включающий измерение добротности исследуемых резонаторов, высокочастотной мош ности, потенциала и тока электронного пуч» ха (2).

Сущность этого способа заключается в том, что помещая в вакуум систему, соотояшую из электронной пушки, исследуемого резонатора и специального измерительного

Ф зонда с сеточным зазором, методом тормозящего поля по разнице в максимальных скоростях электронов модулированного высокочастотным сигналом и немодулирован» ного пучка измеряют эффективную ампли- туду напряжения в зазоре резонатора,.а за» тем определяют эффективное характернсти

57 58 ческое сопротивпение 9М при условии пред-. варительного измерения таких параметров как.мощность генератора, коэффициент отражения, добротность резонатора.

Однако измерения необходимо проводить на специальной измерительной установке в вакуумных условиях. Возникающие при этом технические и технологические трудности не позволяют проводить оперативных измерений серии различных резонаторов, геометрия ко- Ю торых, например, подлежит . оптимизации перед внедрением в разрабатываемый прибор.

Кроме того, сама методика определения максимальных энергий модулированного и немодупированного пучка требует длительных t5 измерений.

Целью изобретения является упрощение и ускорение процесса измерения.

Это достигается тем, что два невакуум ных, идентичных по внутренней геометрии 20 резонатора перемешают вдоль электронного зонда относительно друг друга, затем измеряют расстояние между ними, соответствую щее максимуму выходной мощности и определяют на заданной частоте эффективное 25 характеристическое сопротивление реэонато ра по формуле:

Z где О M -:- эффективное характеристическое ! с сопротивление, ом

Ky — коэффициент усиления в линейном М режиме

"1 5 == потенциал электронного пучка, в; --- ток электронного пучка» а>

- частота сигнала, 1 щ расстояние между центрами резо М катаров, см, Дн и 3н :=: нагруженная добротность первого

2 н второго резонаторов

Ц н и ;;,- внесенная добротность первого и BTopox o рaaoH870poB« 45

Гфрп экспериментальном осуществлении способа берут дна идентичных по геометрии резонатора, которые могут быть выполнены разборными из отдельных yanos, легко замьнякшикхся на подобные с любой вариацией геометрических размеров.

Для измерений используется электронный зонд, представля|ощий собой вакуумный прибор металло-стеклянной конструкции. Элек тронный зонд состоит иэ электронной пушки, тонкостенной стеклянной трубочки с впаянной внутрь ее сйиралью из тонкого вольфра- мового провода и коллектора.

3пектронный зонд помещают в пролетные каналы резонаторов и полученный таким образом невакуумный макет двухрезонаторного пролетного клистрона помешают в соленоид, обеспечивавший фокусирующее магнитное поле требуемой величины.

Затем на электроды электронной пушки зонда подают ускоряющее напряжение требуемой величины, подают высокочастотный сигнал на первый резонатор и, перемещая второй резонатор вдоль электронного зонда, подбирают оптимальное расстояние между резонаторами, при котором наблюдается мак симум выходной мощности в линейном режиме. Расстояние между центрами зазоров этих резонаторов {в случае, если резонато ры однозазорные) или между центрами самих резонаторов (в случае, если они 2-х или многозазорные)" определяет величину ре дуцированной плазменной длины волны (Я = 4 0), что представляет самостоятельный интерес, Далее проводят измерения в линейном режиме, определяя все величины, входящие в правую часть вышеприведенной формулы,в частности заданную частоту колебаний высокочастотной мощности измеряют вопнс мером, встроенным в генераторы стандарт ных сигналов интересуюшего диапазона.

Ток 5 и потенциал Qо пучка измеряются б стандартными измерительными приборами, встроенными в испытательный стенд, напри мер, импульсными осциллографами.

Измерение добротностей О> и Я „резонаторов также можно проводить любым извест ным способом.

После определения всех этих величин рассчитывают эффективное характуристическое сопротивление резонатора/)М по вь шепри веденной формуле. . Сравнение экспериментальных и теорети чески полученных значенийрМ для кпассй

2, ческого коаксиального резонатора показало хорошее совпадение этих результатов для различных значений угла пролета в зазоре

Резонатора.

Пользуясь простотой и удобством измерений на невакуумных моделях, описанным способом можно не только определять параметр

P N различных резонаторов, но и проводить оперативный поиск оптимальной конструкции и Режима работы колебательной системы многорезонаторного клистрона.

Кроме того, использование электронного зонда и невакуумной колебательной системь, позволяет проводить измерения без ° предварительного цикла изготовления и вакуумной откачки приборов, что позволяет значитеп но сократить продолжительность и трудоемкость измерений и повысить их напежность по сравнению с известными способами.

577583

Составитель JL Фролова

Техред И. Кпимко Корректор Й. Мельниченко

Редактор М. Рогова

Заказ 4192/39 Тираж 976 Подписное

Ш! ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35> Раушская наб., д. 4/5

Филиал f1(ill Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ф

<формула изобретения

Способ измерения эффективного характе ристического сопротивления объемных резонаторов СВЧ приборов клистронного типа, включающий измерение добротности исследуь g мых резонаторов, высокочастотной мощности, потенциала и тока электронного пучка, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью упрощения и ускорения процесса измерения, два невакуумных, идентичных по внутренней О геометрии резонатора перемешают вдоль электронного зонда относительно друг друга, затем измеряют расстояние между ними, соответствующее максимуму выходной мощности и определяют на заданной частоте эффектив. 1 ное характеристическое сопротивление резсм.

Иатора по формуле:

Ф где/) М = эффективное характеристическое сопротивление, ом

К - коэффициент усиления в линейном режиме „

Ц потенциал электронного цучка, в ,1е - ток электронного, пучка, а

Х частота сигнала, 1Гв, - расстояние между центрами резонаторов, см,, Ц„ и Q> — нагруженная добротность первого и второго резонаторов, и Q - внесенная добротность первого и второго резонаторов.

Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 112211227766, кл. Q 01 К 27/26, 1960.

2. Егоров Г. П. и др.> "Применение измерительного зонда дли определения нараметров резонатора, нагруженного электронным пучком, "Электронная техника, сер. 1, Электроника СВЧ 1975, ¹ 1, с. 114.