Широкополосный клистрон

Широкополосный клистрон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„Я0„„880

А1 (505 Н 01 3 25/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ @ВИД.:ТЕХПэсТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР (21). 2936335/21 (22) 09 „06. 80 (46) 07.03 92. Бюл. Н 9 (72) И.Г.Артюх, С.А. Абанович и А.К.Михалев (53) 621.385.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 695454, кл. Н 01 д 25/10, 1978, Авторское свидетельство СССР

< 758945, к . Н 01 J 25/10, 1979 ° (54)(57) 1. ИИРОКОПОЛОСНЫЙ КЛИСТРОН, содержащий входную и выходную электродинамические системы и" промежуточные резонаторы линейного усилителя, настроенные в пределах полосы усиления, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения перепада амплитудно-частотной характеристики клистрона и увеличения его КПД в точках минимальной мощности, входная электродинамическая,Изобретение относится к электронной технике, а именно к широкополосным клистронам с оптимальными выходными характеристиками, имеющими малый перепад амплитудно-частотных характеристик, В современных широкополосных клистронах для увеличения КПД используются процессы нелинейного группирования электронного потока. Резонаторная система клистронов состоит из линейного усилителя, нелинеййого группирователя и выходной электродинамической системы. Линейный усилитель включает входную электродинамическую

2 система содержит по крайней мере один пассивный резонатор и настроена так, что крайние максимумы ее амп- литудно-частотной характеристики приходятся на кра йние ча Стоты полосы усиления, каждый последующий резонатор линейного усилителя настроен на частоту выше предыдущего и не совпадающего с максимумами амплитудно-частотной характеристики входной электродинамической системы.

2. Клистрон по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что выходная электродинамическая система содержит по крайней мере один пассивный резонатор и настроена так, .что максимумы ее амплитудно-частотной характеристики не совпадают с максимумами амплитудно-частотной характеристики входной электродинамической системы. систему и несколько промежуточных резонаторов. Нелинейный группирователь содержит предвыходной резонатор и.один или несколько резонаторов, расположенных перед ним, Положительный эффект — увеличение

КПД в полосе усиления - достигается за счет возбуждения в электронном потоке гармонических составляющих уси- 3Р ливаемого сигнала. В известной кон- А струкции с помощью двух дополнительных резонаторов второй гармоники, один из которых располагают в начале нелинейного группирователя и настраивают на частоту ниже удвоен880158 4 характеристики клистрона и увеличение егo КПД B точках минимальной мощности.

Указанная цель достигается тем, что в широкополосном клистроне, содержащем входную и выходную электродинамические системы и промежуточные резонаторы линейного усилителя, настроенные в пределах полосы усиле О ния, входная электродинамическая система содержит по крайней мере один, пассивный резонатор и настроена так, что крайние максимумы ее амплитудночастотной характеристики приходятся

15 на крайние частоты полосы усиления, каждый последующий резонатор линейного усилителя настроен на частоту выше предыдущего и не совпадающую с максимумами амплитудно-частотной характеристики входной электродинамической системы.

Другое отличие состоит в том, что выходная электродинамическая система содержит по крайней мере один пассивный резонатор и настроена так, что крайние максимумы ее амплитудно-частотной характеристики не совпадают с максимумами амплитудно-частотной характеристики входной электродинамиЗО ческой системы.

1 ной минимальной частоты полосы усиления, а другой располагают непосредственно перед выходным резонатором клистрона и настраивают на час" тоту выше удвоенной максимальной частоты полосы усиления. Перепад амплитудно-частотной характеристики регулируется настройкой резонаторов линейного усилителя и нелинейного группирователя. При этом выравнивание амплитудно-частотной характери1 . стики широкополосного клистрона достигается путем уменьшения выходной мощности в максимальных точках, что снижает эффективность клистрона.

Известен также широкополосный кли строн, содержащий входную и выходную электродинамические системы и промежуточные резонаторы линейного усилителя, настроеннь1е в пределах полосы усиления.

В известной конструкции широкополосного клистрона увеличение КПД достигается тем, что длины пролета

l между зазорами соседних резонаторов клистрона выбираются так, что в линейном усилителе они уменьшаются, а в нелинейном группирователе расту.т с увеличением номера резонатора.

При этом для уменьшения перепада амплитудно-Частотной характеристики

1 резонаторы линейного усилителя настраиваются в пределах полосы усиления.

Классической в линейном усилителе является настройка первого резонатора вблизи центральной частоты полосы усиления, второго резонатора - на дпинноволновом, а последнего резонатора линейного усилителя - на корот- 4О

KoRoJlHoBoM краю полосы усиления.

Однако в существующей конструкции нельзя получить достаточно малые перепады амплитудно-частотной характеристики линейного усилителя, что or- 45 раничивает возможность увеличения КПД клистрона в точках минимальной мощности. Частично это обусловлено тем, что реальный входной резонатор имеет конечную величину добротности, а сле- 5О довательно, неравномерную в полосе усиления модуляцию электронного пучка.

В результате этого амплитудно-частотная характеристика на выходе линейного усилителя. имеет достаточный пере- 55 пад, I

Целью изобретения является уменьшение перепада амплитудно-частотной

Кроме того, добротности резонаторов линейного усилителя уменьшаются с увеличением номера резонатора, начиная со второго.;

Введение дополнительных резонаторов, располагаемых вне электронного потока, во входную электродинамическую систему и настройка крайних мак" симумов амплитудно-частотной характеристики входной злектродинамической системы на крайние частоты полосы усиления позволяет приблизиться к реализации идеального входного резонатора, который модулирует электронный пучок постоянным в полосе частот высокочастотным напряжением при подаче íà его вход постоянной в полосе частот входной мощности, Одновременная перестройка второго и последнего резонаторов линейного усилителя с крайних частот полосы усиления на частоты внутри полосы усиления уменьшает перепад амплитудно-частотной характеристики линейного усилителя. и всего клистрона в целом, что приводит к увеличению КПД в точках минимальной мощности.

5 81 0158

На фиг. 1 изображен широкополосный ной эпектродинамической системы. Отклистрон, вертикальный разрез; на работавший электронный поток оседает фиг. 2 и 3 - диаграммы добротности и на коллекторе 17. настройки семнрезонаторного клист- . На фиг.2, 3, по оси абсцисс отлорона с шириной полосы усиления 6ф жена частота т . Полоса усиления кли(на фиг. 2 — обычно используемая наст; строна лежит я пределех г до @

I мин макс ройка, на фиг. 3 - настройка в соот- с центральной частотой Рц,и составветствии с даным изобретением, в круж ляет 6l. По оси ординат отложены ках обозначены порядковые номера ре- 1О значения приведенных добротностей зонатороя), на фиг. 4 - амплитудно- резонаторов клистрона q /(} где и маке частотные характеристики этих клист-, Q н - добротность н резонатора, р онов. Цма„с- добротность предвыходного реИирокополосный клистрон (фиг.1) зонатора, а также величины относисостоит иэ катода 1, фокусирующего 15 тельной амплитулы сигнала входной и электрода 2, линейного усилителя, выходной электродинамических систем макс включающего входную электродинамиче- клистрона A(p)/А, где A(9) скую систему с активным входным ре- значение сигнала на частоте Р эонатором 3, дополнительным резонато- А - максимальная амплитуда сиг" ма кс ром 4 вне потока, вводом 5 энергии, 2О нала в полосе частот. настроенную так, что максимумы ее Кривые 1Р и 19 — настроечные хаамплитудно-частотной характеристики .рактеристики выходной электродинаприходятся íа крайние частоты полосы мической системы. усиления Ю мин и Р макс и т и с, и тр Как видно из сравнения диаграмм промежуточных резонатора клистрона, 25 (фиг 2 ) (фиг., 3) амплитудно-частотная хаРезонатоР 6 настРоен на частотУ выше рактеристика 2Р (ф 3) (фиг.3) вхОДНОЙ минимальной частоты полосы .усиления электродинамической системы, в котот мин, но ниже центральной частоты рую введен один дополнительный резополосы Y . в его добротность максиF ° д po ocTb BKcH натор, имеет два максимума, настромальна в линейном усилителе. Резона- ЗО ус ителе. Резона Зо енные на краиние частоты полосы уситор 7 настроен на частоту. выше цент" ления Р ральной Рg а егo добротность сни- стройки второго, третьего и четвержена по сравнению с резонато ом резонатором 6 того резонаторов сдвинуты внутрь нагрузочными пластинами 8 с потеряполосы усиления г и б е ия, причем их до ротми . Последний резонатор 9 линейного 35 ности последователЬно уменьшаются с усилителя настроен на частоту выше увеличением номера резонатора. частоты настройки реэонато а ниже максимальной частоты полосы частотные характеристики клистронов, усиления Рщ„ . Резонатор 9 имеет ми с обычной настройкой - кривая 21 и в нимальную добротность. Этодостигает-, 40 соответствии с данным изобретением - ся его связью с коаксиальным резона- кривая 22 Ср равнение приведенных хатором 10 с внесенными потерями. рактеристик показывает, что увеличеСтенки данного резонатора имеют погло- ние КПД широкополосного клистрона, щающее покрытие. от использования изобретения в.точНелинейный гРуппиРователь состоит 4$ ках минимальн„ках минимальной мощности составляет из РезонатоРов 11 и 12, настРоенных около 12 около, а перепад амплитудно=часна частоты выше максимальной частоты тотной характеристики уменьшился полосы усиления. Выходная электроди- до 0 4 до, д намическая система состоит из актив- Испытанйя клистронов опытно-конного резонатора 1 3, связанного с дву- 5Q структ р структорскои разра" îòêè подтвердили мя дополнительными резонаторами 14, возможность увеличения КПД клистрона

15 вне потока, и вывода 16 эне гии. д 6 энергии. в точках минимальной мощности на 10Система настРоена так, что максимУмы 12 при умен при уменьшении перепада амплиее амплитудно-частотной характеристи- тудно-частотной характеристики с ки не совпадают с максимУмами ампли- 55 1 5 g O 4 д до, д тудно-частотной характеристики вход©ман. Ф

Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Редактор Е.Гиринская

Заказ 1423 Тираж Р дписное

РЧИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101