Оротрон
Иллюстрации
Реферат
.)
О П И С А Н И Fa (ii) ез з в /
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Соаетскин
Социалистичесиин
Реслублин (6l) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 08.06.76 (21) 2370287/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано15.09.78.Бюллетень № 34 (45) Дата опубликования описания 01.08.78 (51) М. Кл.
Н 01 Ю 25/00
Гевударвтввнай квинтет
Ввввта Мнннвтрве СССР ев делам нзвбрвтвннй н втнрнтнй (53) УДК 621.385.6. (088.8) (72) Авторы изобретения
Е. И. Нефедов и В. Д. Оленин (71) Заявитель
Ордена трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР (54) ОРОТР0Н
2с гни, /6
8l- YA
Изобретение относится к электронике .
СВЧ миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов электромагнитных колебаний, в частности к генераторам СВЧ, использукяцнм в качестве колебательной системы открытый резонатор (OP) и может быть применено в волноводных, линзовых и диафрагменных линиях передачи.
Известен оротрон, содержащий откры« тый резонатор, состоящий из вогнутого зеркала и плоской дифракционной решетки, над которой пропускается электронный погас (1).
Однако этот прибор обладает недоста- ,точно высоким КПД.
Известен также оротрон, содержащнй открытый резонатор, состоящий из цилиндрической дифракционной решетки и коаксиально ей расположенным внутренним зеркалом, образованным поверхностью вращения, вогнутой кривой, с окном вывода
/энергии в. нем, кольцевые электроцную ,пушку и. коллектор (2f, Осйовной недостаток .известного прйбора состоит в относительно малом коэффициенте взаимодействия электронного потока с полем минус первой пространственной гармоники дифракционной структуры.
Это связано с тем, что, во-первьис, амплитуда минус первой пространственной гармоники меньше, чем амплитуда нулевой и плюс первой гармоники, а вовторых, диаграмма излучэйня минус первой пространственной гармоники направлена . на не вертикально вверх (к,фокусврующему зеркалу открытого резоначора), а под углом к днфракционной решетке, так что часть мощности проходит мимо фокуснрующего зеркала и не участвует в работе
1а генератора.
Белью изобретения является повьпцэние КПД. нрибора цутем повышения эффективности взаим адействия электромагнитного ноля резонатора и поля дифрак2п ционной решетки.
Цель достигается тэм, что в предлагаемом оротроне ось spameaas вогнутой кривой проходит через ее хорду, причем с ней совмещена ось окна вывода энер624318
1а
40
На чертеже показана схема предлагаемого устройства.
Основу прибора составляет открытый резонатор, состоящий из сплошного зеркала 1 и зеркала 2 с круглым коническим отверстием в центре, являющимся окном связи, зеркало 2 соединяется с круглым волноводом 3, служащим для
1 ,вывода энергии из оротрона втракт,,соединяющийся с прибором с помощью фланца 4. Развязка выхода энергии и тракта осуществляется посредством диалектричвского окна 5. Кольцевой электронный поток 6 воздается. кольцевой осесимметричной электронной пушкой 7. Отработанные электроны отводятся на коллектор 8. .Фокусировка электронного потока 6 производится с помощью магнитной системы ,9. Проарачная дифракционная решетка 10 представдяет собой систему металлических копей; : ухрепленную с помощью продольных ребер (на чертеже они не показаны1.
Электронная пушка 7 и коллектор 8 помещены в кожух 11, на который наматывается магнитная фокусирующая система
9.
Прибор работает следующим образом.
Кольцевой алектронный поток 6, проходя у прозрачной дифракционной решетки 10, создает поле излучения, нанравленное под некоторым углом & к оси симметрии AA прибора. На чертеже ато
/ направление показано стрепкой, проходя» щей в центре диаграммы. В результате выполнения зеркала OP в виде поверхности вращения вогнутой кривой, ось вращения которой проходит через ее хорду, максимум дифракционного .излучения попадает в GP, обеспечивая оптимальные условия взаимодействия алектронного потока с полем ОР. Между зеркалами 1 и
2 открытого резонатора должно укладываться нечетное число полуволн излучения так, чтобы максимум поля приходился на центр дифракционной,:Решетки.
Расчеты показывают, что ато расстояние должно составлять величину порядка 7-9 нолуволн иапучения. Радиус кривизны зеркал 1 и 2 и расстояние между ними выбираются иа условия близости парамет -. ра конфокапьности -к единице, а длина аеркал (по радиусу) так, чтобы в рабо;: чем объеме открытого резонатора укла° дывалось одно основное колебание, ограниченное каустическими поверхностями (на чертеже они показаны пунктирными линиями). Отверстие связи размещается за каустическими поверхностями и таким обрааом нв уменьшает добротности ОР, в то время как в прототипе отверстия сделаны в центре фокусирующега зеркала и помещены в сильное пчлв ОР, искажая, его.
Вывод анергии из прибора волноводный. B выходном волноводе 3 создается симметричная магнитная волна Н,,„ чт о позволяет подключать предложенный прибор непосредственно к волиоводной линии передачи, работающей на волне Н либо к крничвскому рупору, служащему возбудителем квазионтичвской линии (линзовой, диафрагменной и т.п.) . Связь ow крытого резонатора, образованного зеркалами 1 и 2, с выходным волноводом 3. дифракционная, что выл одно отличает предложенную конструкцию от известной, где связь осуществляется с помощью системы отверстий. Применение цредложенной конструкции позволяет использовать большую поверхность дифракционной ре щетки, что дает воэможность получать большие мощности. Для более полного и плавного согласования открытого резонатора и волновода 3 в зеркале сделан конический скос.
Формула изобретения
Оротрон, содержащий открытый рваонатор, состоящий из цилиндрической днфракционной решетки и коаксиально ей рас« положенным внутренним зеркалом, образованным поверхностью вращения вогнутой кривой, с окном вывода энергии в нем, кольцевые алектронную пушку и коллектор, о r л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения.КПД.-.! прибора йутем повышения аффективности взаимб- . действия электромагнитных полей резона тора и дифракционной решетки, ось вращения вогнутой кривой проходит через ее хорду, причем с ней совмещена ось окна вывода анер1 ии.
Источники информации, принятыв во внимание при акспертиэе:
1. Авторское свидетельство..СССР № 195557, кл. Н 01 Х 25/00, 1965.
2. Авторское свидетельство СССР
¹ 472598, кл. Н 01 Х 25/02, 1975.
624318
Составитель С. Шитов
Редактор И. Шубина Техред;А. Богдан КорректофА. 1) иценко
Закав 5198/44 spam 960 . Поднисное .
ННИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035,. Москва, Ж-35, Раушскаа наб., д. 4/5
ФилИал ППП Патент",, г. Ужгород, ул. Проектнаи, 4