Генератор дифракционного излучения

Генератор дифракционного излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

00749278

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 593589 (22) Заявлено 26.01.79 (21) 2717970/18-25 с присоединением заявки № (51) М. Кл.з

Н OIJ 25/00

ГссУдаРственный комитет (23) Приоритет (53) УДК 621.385.6 (088.8) (43) Опубликовано 23.09,82. Бюллетень № 35 (45) Дата опубликования описания 23.09.82 по делам изобретений л открнпий (72) Авторы изобретения

И. М. Балаклицкий, Г. С. Воробьев, А. И. Цвык, Л. И. Цвык и В. П. Шестопалов

Институт радиофизики и электроники АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ДИФРАКЦИОНЙОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

, »„; у . i, t;

Изобретение относится к области электроники СВЧ, в частности к классу электровакуумных приборов миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн, механизм действия которых основан на использовании эффекта дифракционного излучения, и может быть использовано в качестве первичного эталона частоты, а также в тех случаях, когда частота должна быть известна и поддерживаться постоянной с большой точностью, например в радиолокационных станциях, основа|шых па эффекте Допплера.

В настоящее время известен ряд электровакуумных устройств, в которых с целью генерирования высокостабильных СВЧ колебаний используется принцип умножения частоты.

По основному авт. св. М 593589 известен генератор дифракционного излучения, содержащий электронную пушку, отражатель электронов и открытую резонансную электродинамическую систему, образованную двумя связанными OP (открытыми резонаторами), расположенными зеркально-симметрично оси пушка-отражатель, и полупрозрачными дифракционными решетками, нанесенными в центральной части смежных вогнутых зеркал резонаторов, 2 между которыми прой скается сходящийся пучок электр онов.

Однако в таком источнике колебаний входной резонатор выполнен открытым, 5 что не позволяет запитать его "сигналом

«низкой» частоты, стабилизированной кварцем или другим высокостабильным эталоном, с целью повышения стабильности частоты на выходе прибора. Использо10 вание же в таком устройстве дополнительного объемного резонатора «низкой» частоты, расположенного на пути электронного потока с целью его предварительной модуляции, не даст желаемого эффекта, так

15 как в таком. приборе при переходе к более коротким длинам волн значительно возрастают ускоряющие напряжения и токи электронного пучка, что приводит к увеличению потребляемой мощности.

20 Цель изобретения — повышение стабильности частоты и уменьшение потребляемой мощности прибора.

Цель достигается тем, что па смежных зеркалах, перпендикулярно оси резонато25 ра, установлены прозрачные для дифракционного излучения сетки, а резонансны" объемы, образованные сетками и отражающими поверхностями этих зеркал, связаны между собой емкостнымн зазорами, обз0 разованными пересекающими ось элект749278

15 70

Зо

40 ,15

65 ронного пучка сеточными структурами, причем одно из смежных зеркал содержит низкочастотный ввод энергии.

Кроме того, все элементы электродинамической системы такого прибора могут быть выполнены в виде тел вращения вокруг оси пучка.

На чертеже схематично изображен предлагаемый генератор дифракционного излучения.

Резонансная электродинамическая система такого прибора выполнена в виде двух связанных, симметрично расположенных относительно оси прибора открытых резонаторов (ОР)1, Каждый из резонаторов 1 образован двумя зеркалами 2, 3, одно из которых 2 имеет волноводный или квазиоптический ввод энергии, рассчитанный на частоту пж, и является подвижным, а второе 3 выполнено вогнутым и имеет низкочастотный ввод энергии, рассчитанный на частоту о. На смежных зеркалах 3, перпендикулярно оси резонаторов 1, установлены прозрачные для дифракционного излучения частоты аа сетки 4, а в центральной части смежных зеркал 3 нанесены полупрозрачные дифракционные решетки 5. Сетки 4 и отражающие поверхности зеркал 3 на

«низкой» частоте о образуют резонансные объемы (объемные резонаторы) б, которые связаны между собой емкостными зазорами 7 со щелями связи 8. Емкостные зазоры 7 могут быть выполнены например, в виде сеток, прозрачных для электронов и являющихся экраном для электромагнитного поля объемных резонаторов б. Пространство, образованное емкостными зазорами 7 и дифракцпонными решетками 5, пронизывается электронным пучком 9, сформированным пушкой 10 и отражателем 11.

Смежные зеркала 3 резонаторов 1 могут быть выполнены также в виде симметрично усеченной фигуры вращения со смежными плоскостями сечений меньшего радиуса, между которыми расположена пер !îдическая структура в виде двух дифракционных решеток, зеркально симметричных относительно оси резонаторов в параллельных ей плоскостях. Кроме того, все элементы электродинамической системы такого прибора могут быть выполнены в виде тел вращения вокруг оси пучка. В этом случае два связанных OP 1 трансформируются в один коаксиальный ОР, внутренним проводником которого является оощий резонансный объем б, образованный вращением вокруг оси пушка — отражатель сеток 4, зеркал 3 и дифракционных решеток 5. Дифракционные решетки 5 трансформируются в кольцеобразную периодическую структуру, через которую пропускается цилиндрический сходящийся электронный пучок 9.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Резонансные объемы б, рассчитанные на частоту о, запитываются через вывод энергии одного из смежных зеркал 3 сигналом этой частоты, стабилизированным кварцем или другим высокостабильным эталоном. В пространство взаимодействия, образованное связанными OP 1 и ооъемными резонаторами б, вводится электронный пучок 9, сформированный пушкой 10 и отражателем 11. При пролете пучка 9 через емкостные зазоры 7 резонансных объемов б в нем возникают высшие гармоники тока, соответствующие частотам па. Если частота одной из этих гармоник окажется близкой частоте, на которую настроены OP 1 и рассчитаны дифракционные решетки 5, то в OP 1 возбуждается дифракционное излучение на этой частоте.

Благодаря наличию отражателя 11 электронов такой прибор может работать также в автономном режиме. В этом случае электродинамическая система объемных резонаторов с емкостными зазорами 7 и пучком электронов 9 работает аналогичн отражательному клистронному умножит лю частоты, à OP 1 и дифракционные решетки 5 возбуждаются гармониками тока на частоте одной из гармоник генерации.

При выполнении электродинамической системы прибора, коаксиально-симметричной относительно оси пушка 10 — отражатель

11, генератор работает аналогичным обр зом, как и в указанных выше двух сл чаях.

Предложенное усовс,::: енстзование генератора открывает принципиально новые возможности в получении колебаний миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн повышенной стабильности частоты, В нем снимаются ограничения, присущие приборам с резонансными колебательными системами в виде объемных резонаторов (клистронные умножители частоты) .

Использование в таком устройстве резонансных объемов, образованных отражающими поверхностями смежных зеркал и экранами, выполненными в виде сеток, прозрачных для дифракционного излучения и непрозрачных для поля «низкой» частоты, позволяет получить на выходе прибора более высокостабильный сигнал, чем в известном устройстве, Кроме того, осуществление модуляции пучка электронов сигналом «низкой» частоты позволяет при переходе к более коротким длинам волн работать при меньших ускоряющих напряжениях и токах, чем в известных устройствах дифракционной электроники, что значительно снижает потребляемую мощность прибора, 749278

Формула изобретения

Техред А. Камышникова Корректор А. Галахова

Редактор Е. Месропова

Заказ 1440/9 Изд. № 221 Тираж 758 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Генератор дифракционного излучения по авт. св. № 593589, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты и уменьшения потребляемой мощности прибора, на смежных зеркалах перпендикулярно оси резонаторов, установлены прозрачные для дифракционного излучения сетки, а резонансные объемы, образованные сетками и отражающими поверхностями этих зеркал, связаны между собой емкостными зазорами, образованными пересекающими ось электронного пучка сеточными структурами, причем одно из смежных зеркал содержит низкочастотный

5 ввод энергии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1о 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 593589, кл. Н 01J 25/00, 1976 (прототип).