EP1815492B1 - Dispositif generateur d'ondes hyperfrequences a cathode virtuelle oscillante - Google Patents

Dispositif generateur d'ondes hyperfrequences a cathode virtuelle oscillante Download PDF

Info

Publication number
EP1815492B1
EP1815492B1 EP05810745A EP05810745A EP1815492B1 EP 1815492 B1 EP1815492 B1 EP 1815492B1 EP 05810745 A EP05810745 A EP 05810745A EP 05810745 A EP05810745 A EP 05810745A EP 1815492 B1 EP1815492 B1 EP 1815492B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reflector
cathode
anode
waveguide
guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP05810745A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1815492A2 (fr
Inventor
Jean-Louis Faure
Philippe Gouard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP1815492A2 publication Critical patent/EP1815492A2/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1815492B1 publication Critical patent/EP1815492B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
    • H01J25/02—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/02—Electrodes; Magnetic control means; Screens
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
    • H01J25/74—Tubes specially designed to act as transit-time diode oscillators, e.g. monotrons

Definitions

  • the present invention relates to a microwave wave generator device oscillating virtual cathode.
  • FIGS. Figures 1 to 3 An oscillating virtual cathode microwave wave generating device of the prior art, commonly called a vircator (vircator for "VIRtual Oscillator Method"), is represented in FIGS. Figures 1 to 3 .
  • the vircator comprises a diode consisting of a cathode 2 and an anode 3, 4 and a cylindrical waveguide 5.
  • the anode consists of a thick reinforcement 3 and a thin sheet or thin anode 4. This type of device is known to produce high power microwave pulses.
  • a potential difference whose amplitude increases with time is applied across the two electrodes of the diode.
  • an electron beam 1 of increasing intensity is emitted by the cathode 2.
  • the electron beam 1 flows laminarly along the axis ZZ of the waveguide 5 (cf. . figure 1 ).
  • the voltage applied to the diode reaches a threshold value, the beam begins to pinch under the effect of its magnetic field (cf. figure 2 ). This nip results from the cancellation, at the level of the anode 4, of the transverse components of the electric field with respect to the ZZ axis.
  • the virtual cathode 6 oscillates around an average position which is at a distance from the thin anode 4 equal to the distance separating the thin anode 4 from the cathode 2.
  • the electrons E which are returned by the virtual cathode 6 towards the anode 4 return to the diode, are modulated by the latter at the frequency of the microwave wave and slightly modulate in their turn the accelerated electron beam 1 in the cathode-anode space.
  • These backscattered electrons are braked between the anode 4 and the cathode 2 and are deflected towards the armature of the anode 3.
  • the electrons which cross the virtual cathode take up on average energy at the wave which propagates in the guide 5, thus decreasing its intensity.
  • the wave having an axial symmetry of revolution evolves in so-called transverse magnetic modes TM 0n (the axial component of its magnetic field is zero).
  • the radius R of the waveguide 5 must be greater than the cut-off wavelength of the TM 01 mode and lower. to that of the following mode TM 02 .
  • the equation below reports these propagation conditions: 2 ⁇ ⁇ c k 01 ⁇ f ⁇ R ⁇ 2 ⁇ ⁇ c k 02 ⁇ f
  • the device described above is simple in design and its operation is robust. On the other hand, its power efficiency (ratio of the maximum power of the wave emitted to the maximum electrical power injected into the diode) is very low, of the order of 1%. Moreover, the frequencies of the emitted wave directly follow the temporal variations of the applied voltage, which leads to obtaining an electromagnetic wave of poor spectral quality.
  • the invention does not have these disadvantages.
  • the invention relates to a microwave generating device comprising a diode consisting of an anode and a cathode and adapted to create a virtual cathode by accumulation of electrons which propagate substantially along a longitudinal axis of a circular waveguide adapted to propagate, along said longitudinal axis, a microwave wave emitted by oscillation of the virtual cathode, characterized in that it comprises a first reflector transparent to the electrons and reflecting the microwave wave and located in the waveguide so that the virtual cathode is positioned between the anode and the first reflector.
  • the first reflector is positioned within the waveguide at a distance from the anode equal to substantially twice the distance between the anode and the cathode.
  • the first reflector completely closes a straight section of the guide.
  • the first reflector closes a cross section of the guide on a central portion of said cross section so that a substantially annular opening is present between the reflector and the wall of the guide.
  • the central portion of the first reflector which closes the cross section of the guide has a radius greater than or equal to substantially 0.75 times the inner radius of the circular guide.
  • the first reflector is made of aluminized mylar.
  • the central portion of the open reflector closes the cross section of the guide on a radius greater than or equal to substantially 0.75 times the radius of the circular guide.
  • each additional reflector is made of aluminized mylar.
  • the virtual cathode microwave generating device makes it possible to obtain very significantly improved performances compared with the performances of the devices of the known art.
  • the emitted microwave is of better spectral quality and the conversion efficiency is very substantially improved.
  • the figure 4 represents a longitudinal view of an example of a virtual cathode microwave generator device according to the invention.
  • the device comprises two reflector elements 8 and 9 located in the waveguide 5.
  • the reflectors 8 and 9 are transparent to the electrons and able to reflect the electromagnetic waves generated in the waveguide. They are made, for example, aluminized mylar.
  • the first reflector 8, which is closest to the thin anode 4 closes over its entire surface a straight section of the waveguide 5 (cf. figure 5 ) while the second reflector 9 closes only a centered fraction of cross section of the waveguide (cf.
  • the first reflector 8 is positioned so that the virtual cathode 6 is substantially in the center of the cylindrical cavity formed by the thin anode 4, the waveguide 5 and the first reflector 8.
  • the distance D1 which separates the first reflector 8 of the thin anode 4 is then substantially equal to twice the distance d between the thin anode 4 of the cathode 2.
  • the distance D2 between the second reflector 9 of the first reflector 8 is substantially equal to the distance D1.
  • the first reflector 8 has the function of reflecting the wave created by the virtual cathode 6.
  • the reflected wave then comes into interaction again with the electrons and the virtual cathode 6, increasing the microwave wave.
  • the cylindrical cavity formed by the first closed reflector 8, the thin anode 4 and the waveguide 5 thus makes it possible to reinforce the power of the wave created by the virtual cathode 6.
  • This strengthening of the power of the wave contributes to enhance the packing of the electrons of the virtual cathode at the desired oscillation frequency.
  • Electrons that cross the first reflector 8 for to move towards the second reflector 9 then create a second virtual cathode whose oscillation frequency is optimized in the pseudo cavity constituted by the first reflector 8, the waveguide 5 and the second reflector 9.
  • the electromagnetic wave emitted by this second virtual cathode can then propagate in the waveguide 5, via the substantially annular opening 10.
  • the device of the invention according to the example given to Figures 4 to 6 comprises a first reflector 8 closed and a second reflector 9 open. More generally, the device of the invention comprises at least one closed or open reflector.
  • the device of the invention allows a very significant improvement in performance.
  • a device with a single closed reflector leads to a yield improvement of the order of 4%.
  • a device with two reflectors such as the one shown in Figures 4 to 6 led to a yield improvement of the order of 6%, the addition of reflectors can further increase the yield.
  • the reflectors can be closed or open.
  • the reflector farthest from the anode is preferably open, to allow more easily the wave to propagate in the guide.
  • the distance between the reflectors and that between the thin anode and the first reflector is substantially equal to twice the distance d between anode and cathode.
  • the inner radius of an open reflector is preferably greater than 0.75 R to reflect the maximum of the radial component of the electric field of the wave (see equation (3)).

Landscapes

  • Microwave Tubes (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

    Domaine technique et art antérieur :
  • La présente invention concerne un dispositif générateur d'ondes hyperfréquences à cathode virtuelle oscillante.
  • Un dispositif générateur d'ondes hyperfréquences à cathode virtuelle oscillante de l'art antérieur, communément appelé vircator (vircator pour « VIRtual CAthode oscillaTOR »), est représenté aux figures 1 à 3.
  • Le vircator comprend une diode constituée d'une cathode 2 et d'une anode 3, 4 et un guide d'onde cylindrique 5. L'anode est constituée d'une armature épaisse 3 et d'une feuille mince ou anode mince 4. Ce type de dispositif est connu pour produire des impulsions hyperfréquences de forte puissance.
  • A cette fin, une différence de potentiel dont l'amplitude croît en fonction du temps est appliquée aux bornes des deux électrodes de la diode. Au cours d'une première phase, un faisceau d'électrons 1 d'intensité croissante est émis par la cathode 2. Le faisceau d'électrons 1 s'écoule de façon laminaire selon l'axe ZZ du guide d'onde 5 (cf. figure 1). Lorsque la tension appliquée à la diode atteint une valeur de seuil, le faisceau commence à se pincer sous l'effet de son champ magnétique (cf. figure 2). Ce pincement résulte de l'annulation, au niveau de l'anode 4, des composantes transverses du champ électrique par rapport à l'axe ZZ. Alors que la tension continue à croître, le pincement du faisceau devient si fort et la densité électronique si élevée que le faisceau d'électrons ne peut plus se propager correctement dans le guide d'onde 5. Une accumulation de charges 6, communément appelée cathode virtuelle, se forme alors derrière l'anode mince 4 (cf. figure 3). La cathode virtuelle 6 dévie alors de nombreux électrons jusqu'à renvoyer certains d'entre eux (électrons E sur la figure 3) vers la cathode 2, à travers l'anode 4. Tout en se rapprochant de l'anode 4, la cathode virtuelle 6 accroît sa quantité de charges jusqu'au moment où elle éclate sous l'effet de sa charge d'espace et une nouvelle cathode virtuelle 6 se reconstitue un peu plus loin dans le guide d'onde 5. C'est ce principe d'oscillation de la cathode virtuelle 6 qui est à l'origine de l'émission d'une onde hyperfréquence 7.
  • La cathode virtuelle 6 oscille autour d'une position moyenne qui se situe à une distance de l'anode mince 4 égale à la distance qui sépare l'anode mince 4 de la cathode 2. Les électrons E qui sont renvoyés par la cathode virtuelle 6 vers l'anode 4 reviennent dans la diode, sont modulés par cette dernière à la fréquence de l'onde hyperfréquence et modulent légèrement à leur tour le faisceau d'électrons accélérés 1 dans l'espace cathode-anode. Ces électrons rétrodiffusés sont freinés entre l'anode 4 et la cathode 2 et sont déviés vers l'armature de l'anode 3. Les électrons qui franchissent la cathode virtuelle reprennent en moyenne de l'énergie à l'onde qui se propage dans le guide 5, diminuant ainsi son intensité.
  • Le dimensionnement d'un vircator de l'art connu va maintenant être explicité.
  • La fréquence f de l'onde émise (exprimée en GHz) est estimée à partir de la distance d (exprimée en cm) qui sépare la cathode 2 de l'anode mince 4 et du facteur relativiste y du faisceau d'électrons 1 par la formule suivante : f = 4 , 77 d ⁢ log ⁢ γ + γ 2 - 1
    Figure imgb0001
     avec γ= eV/mc2 + 1, où e est la charge d'un électron, V la différence de potentiel appliquée entre les électrodes de la diode, m la masse de l'électron et c la vitesse de la lumière.
  • L'onde ayant une symétrie axiale de révolution évolue dans des modes dits transverses magnétiques TM0n (la composante axiale de son champ magnétique est nulle). Pour qu'elle se propage à l'intérieur du guide circulaire 5 dans le seul mode fondamental TM01, il faut que le rayon R du guide d'onde 5 soit supérieur à la longueur d'onde de coupure du mode TM01 et inférieur à celui du mode suivant TM02. L'équation ci-dessous rend compte de ces conditions de propagation : 2 ⁢ πc k 01 ⁢ f ≤ R ≤ 2 ⁢ πc k 02 ⁢ f
    Figure imgb0002
     où k0n représente la racine de l'équation de la fonction de Bessel J0(kon)=0 (k01=2,4048 et k02=5,5201).
  • La longueur du guide d'onde 5 doit être égale à plusieurs fois la longueur d'onde λ de l'onde électromagnétique 7 (λ=c/f).
  • Un meilleur fonctionnement du couplage cathode virtuelle - onde électromagnétique est obtenu lorsque la position moyenne de la cathode virtuelle est située dans le voisinage du maximum de la composante radiale du champ électrique de l'onde électromagnétique. Considérant que l'onde électromagnétique se propage dans le seul mode TM01, le rayon r de la cathode 2 doit alors vérifier la relation suivante : R ≥ r ≥ 1 , 8412 ⁢ R k 01 ≈ 0 , 75 ⁢ R
    Figure imgb0003
  • Le dispositif décrit ci-dessus est de conception simple et son fonctionnement est robuste. Par contre son rendement en puissance (rapport de la puissance maximale de l'onde émise sur la puissance électrique maximale injectée dans la diode) est très faible, de l'ordre de 1%. Par ailleurs, les fréquences de l'onde émise suivent directement les variations temporelles de la tension appliquée, ce qui conduit à l'obtention d'une onde électromagnétique de qualité spectrale médiocre.
  • L'invention ne présente pas ces inconvénients.
  • Un dispositif générateur d'ondes hyperfréquences à cathode virtuelle oscillante est décrit dans
    US-4553068;
    Eun-Ha Choi "High-Power Microwave Generation from an Axially Extracted Virtual Cathode Oscillator", IEEE 2000;
    Mitsuyasu Yatsuzuka, "Plasma Effects on Electron Beam Focusing and Microwave Emission in a Virtual Cathode Oscillator", IEEE 1998; et
    US-5113154.
  • L'utilisation d'un réflecteur dans un vircator coaxial est décrit dans Xupeng Chen, "Cavity resonance effect on a coaxial vircator", IEEE 2003; et J. Mankowski, "Efficiency results from a coaxial vircator using a simple feedback technique", IEEE 2003.
    • Exposé de l'invention :
  • En effet, l'invention concerne un dispositif générateur d'ondes hyperfréquences comprenant une diode constituée d'une anode et d'une cathode et apte à créer une cathode virtuelle par accumulation d'électrons qui se propagent sensiblement selon un axe longitudinal d'un guide d'ondes circulaire apte à propager, selon ledit axe longitudinal, une onde hyperfréquence émise par oscillation de la cathode virtuelle, caractérisé en ce qu'il comprend un premier réflecteur transparent aux électrons et réfléchissant l'onde hyperfréquence et situé dans le guide d'ondes de façon que la cathode virtuelle soit positionnée entre l'anode et le premier réflecteur.
  • Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le premier réflecteur est positionné à l'intérieur du guide d'ondes à une distance de l'anode égale à sensiblement deux fois la distance qui sépare l'anode de la cathode.
  • Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, le premier réflecteur ferme entièrement une section droite du guide.
  • Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, le premier réflecteur ferme une section droite du guide sur une partie centrale de ladite section droite de sorte qu'une ouverture sensiblement annulaire soit présente entre le réflecteur et la paroi du guide.
  • Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, la partie centrale du premier réflecteur qui ferme la section droite du guide a un rayon supérieur ou égal à sensiblement 0,75 fois le rayon interne du guide circulaire.
  • Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, le premier réflecteur est réalisé en mylar aluminisé.
  • Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, le dispositif comprend un ensemble de N réflecteurs supplémentaires placés dans le guide d'ondes, N étant un entier supérieur ou égal à 1, chaque réflecteur supplémentaire étant un réflecteur ouvert ou fermé transparent aux électrons et réfléchissant l'onde hyperfréquence, le réflecteur supplémentaire de rang i (i=1, 2, ..., N) étant situé, dans le guide d'ondes, au-delà du premier réflecteur de sorte que la distance entre deux réflecteurs successifs soit sensiblement égale à deux fois la distance qui sépare l'anode de la cathode.
  • Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, dans le cas d'un réflecteur ouvert, la partie centrale du réflecteur ouvert ferme la section droite du guide sur un rayon supérieur ou égal à sensiblement 0,75 fois le rayon du guide circulaire.
  • Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, chaque réflecteur supplémentaire est réalisé en mylar aluminisé.
  • Le dispositif générateur d'ondes hyperfréquences à cathode virtuelle selon l'invention permet d'obtenir des performances très sensiblement améliorées par rapport aux performances des dispositifs de l'art connu. L'onde hyperfréquence émise est de meilleure qualité spectrale et le rendement de conversion est très sensiblement amélioré.
    • Brève description des figures
  • D'autres caractéristiques préférées et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre faite en référence aux figures jointes, parmi lesquelles :
    • les figures 1 à 3 représentent un vircator en fonctionnement selon l'art connu ;
    • la figure 4 représente une vue longitudinale d'un exemple de dispositif générateur d'ondes hyperfréquences à cathode virtuelle selon l'invention ;
    • la figure 5 représente une première vue en coupe du dispositif générateur d'ondes hyperfréquences à cathode virtuelle de la figure 4 ;
    • la figure 6 représente une deuxième vue en coupe du dispositif générateur d'ondes hyperfréquences à cathode virtuelle de la figure 4.
    Description détaillée de modes de réalisation de l'invention
  • Les figures 1 à 3 ont été décrites précédemment. Il est donc inutile d'y revenir.
  • La figure 4 représente une vue longitudinale d'un exemple de dispositif générateur d'ondes hyperfréquences à cathode virtuelle selon l'invention. En plus des éléments décrits en référence aux figures 1 à 3, le dispositif comprend deux éléments réflecteurs 8 et 9 situés dans le guide d'ondes 5. Les réflecteurs 8 et 9 sont transparents aux électrons et aptes à réfléchir les ondes électromagnétiques générées dans le guide d'ondes. Ils sont réalisés, par exemple, en mylar aluminisé. A titre d'exemple non limitatif, le premier réflecteur 8, qui est le plus proche de l'anode mince 4, ferme sur toute sa surface une section droite du guide d'ondes 5 (cf. figure 5) alors que le deuxième réflecteur 9 ne ferme qu'une fraction centrée de section droite du guide d'ondes (cf. figure 6), laissant ainsi une ouverture sensiblement annulaire 10 entre sa périphérie et la paroi du guide. Dans la suite de la description, l'expression « réflecteur fermé » sera utilisée pour un réflecteur qui ferme sur toute sa surface une section droite du guide d'ondes et l'expression « réflecteur ouvert » pour tout réflecteur qui ne ferme qu'une fraction centrée de section droite du guide, laissant une ouverture sensiblement annulaire entre sa périphérie et la paroi interne du guide.
  • Le premier réflecteur 8 est positionné de façon que la cathode virtuelle 6 soit sensiblement au centre de la cavité cylindrique formée par l'anode mince 4, le guide d'ondes 5 et le premier réflecteur 8. La distance D1 qui sépare le premier réflecteur 8 de l'anode mince 4 est alors sensiblement égale au double de la distance d qui sépare l'anode mince 4 de la cathode 2. De même, la distance D2 qui sépare le deuxième réflecteur 9 du premier réflecteur 8 est sensiblement égale à la distance D1.
  • Le premier réflecteur 8 a pour fonction de réfléchir l'onde créée par la cathode virtuelle 6. L'onde réfléchie vient alors interagir à nouveau avec les électrons et la cathode virtuelle 6, accroissant l'onde hyperfréquence. La cavité cylindrique formée par le premier réflecteur fermé 8, l'anode mince 4 et le guide d'ondes 5 permet ainsi de renforcer la puissance de l'onde créée par la cathode virtuelle 6. Ce renforcement de la puissance de l'onde contribue à renforcer la mise en paquet des électrons de la cathode virtuelle à la fréquence d'oscillation souhaitée. Les électrons qui franchissent le premier réflecteur 8 pour se diriger vers le deuxième réflecteur 9 créent alors une deuxième cathode virtuelle dont la fréquence d'oscillation est optimisée dans la pseudo cavité constituée par le premier réflecteur 8, le guide d'ondes 5 et le deuxième réflecteur 9. L'onde électromagnétique émise par cette deuxième cathode virtuelle peut alors se propager dans le guide d'ondes 5, via l'ouverture sensiblement annulaire 10.
  • Le dispositif de l'invention selon l'exemple donné aux figures 4 à 6 comprend un premier réflecteur 8 fermé et un deuxième réflecteur 9 ouvert. De façon plus générale, le dispositif de l'invention comprend au moins un réflecteur fermé ou ouvert.
  • Quel que soit son mode de réalisation, le dispositif de l'invention permet une amélioration très sensible du rendement. Un dispositif à un seul réflecteur fermé conduit à une amélioration du rendement de l'ordre de 4%. Un dispositif à deux réflecteurs tel que celui représenté aux figures 4 à 6 conduit à une amélioration du rendement de l'ordre de 6%, l'adjonction de réflecteurs pouvant encore accroître le rendement.
  • De façon générale, les réflecteurs peuvent être fermés ou ouverts. Dans le cas d'une pluralité de réflecteurs, le réflecteur le plus éloigné de l'anode est préférentiellement ouvert, afin de permettre plus facilement à l'onde de se propager dans le guide. La distance entre les réflecteurs et celle entre l'anode mince et le premier réflecteur est sensiblement égale à deux fois la distance d entre anode et cathode. Le rayon interne d'un réflecteur ouvert est préférentiellement supérieur à 0,75 R pour réfléchir le maximum de la composante radiale du champ électrique de l'onde (cf. équation (3)).
  • Il faut également noter l'existence d'une autre pseudo cavité ouverte constituée par la diode, entre la cathode 2 et l'anode 3, 4. Si la fréquence fondamentale de résonance de cette autre pseudo cavité est identique à celle créée dans le guide d'onde où se trouvent les réflecteurs, le rendement est encore meilleur.
  • Le dispositif de l'invention peut avantageusement être utilisé dans de nombreuses configurations parmi lesquelles on peut citer :
    • plusieurs vircators en phase couplés entre eux ;
    • une structure maître/esclave(s) dans laquelle un ou plusieurs magnétrons ou klystrons relativistes en phase couplés entre eux (les esclaves) sont déclenchés par un vircator externe (le maître) ;
    • un vircator alimenté par une source de rayonnement externe dans la région de la diode qui favorise la mise en paquets du faisceau d'électrons.

Claims (9)

  1. Dispositif générateur d'ondes hyperfréquences comprenant une diode (4,2) constituée d'une anode (4) et d'une cathode (2) et apte à créer une cathode virtuelle (6) par accumulation d'électrons qui se propagent sensiblement selon un axe longitudinal (zz) d'un guide d'onde circulaire (5) apte à propager, selon ledit axe longitudinal, une onde hyperfréquence émise par oscillation de la cathode virtuelle (6), caractérisé en ce qu'il comprend un premier réflecteur (8) transparent aux électrons et réfléchissant l'onde hyperfréquence et situé dans le guide d'ondes (5) de façon que la cathode virtuelle (6) soit positionnée entre l'anode (4) et le premier réflecteur (8).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier réflecteur est positionné à l'intérieur du guide d'ondes (5) à une distance (D1) de l'anode (4) égale à sensiblement deux fois la distance (d) qui sépare l'anode (4) de la cathode (2).
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier réflecteur (8) ferme entièrement une section droite du guide (5).
  4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier réflecteur (8) ferme une section droite du guide (5) sur une partie centrale de ladite section droite de sorte qu'une ouverture sensiblement annulaire soit présente entre le réflecteur et la paroi du guide (5).
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie centrale du premier réflecteur (8) qui ferme la section droite du guide a un rayon supérieur ou égal à sensiblement 0,75 fois le rayon interne du guide circulaire (5).
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier réflecteur est réalisé en mylar aluminisé.
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de N réflecteurs supplémentaires (9) placés dans le guide d'ondes (5), N étant un entier supérieur ou égal à 1, chaque réflecteur supplémentaire (9) étant un réflecteur ouvert ou fermé transparent aux électrons et réfléchissant l'onde hyperfréquence, le réflecteur supplémentaire de rang i (i=1, 2, ..., N) étant situé, dans le guide d'ondes (5), au-delà du premier réflecteur (8) de sorte que la distance entre deux réflecteurs successifs soit sensiblement égale à deux fois la distance (d) qui sépare l'anode (4) de la cathode (2).
  8. Dispositif selon la revendications 7, caractérisé en ce que, dans le cas d'un réflecteur ouvert, la partie centrale du réflecteur ouvert ferme la section droite du guide sur un rayon supérieur ou égal à sensiblement 0,75 fois le rayon du guide circulaire (5).
  9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que chaque réflecteur supplémentaire (9) est réalisé en mylar aluminisé.
EP05810745A 2004-10-05 2005-10-03 Dispositif generateur d'ondes hyperfrequences a cathode virtuelle oscillante Active EP1815492B1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0452264A FR2876218B1 (fr) 2004-10-05 2004-10-05 Dispositif generateur d'ondes hyperfrequences a cathode virtuelle oscillante.
PCT/FR2005/050802 WO2006037918A2 (fr) 2004-10-05 2005-10-03 Dispositif generateur d'ondes hyperfrequences a cathode virtuelle oscillante

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1815492A2 EP1815492A2 (fr) 2007-08-08
EP1815492B1 true EP1815492B1 (fr) 2009-09-02

Family

ID=34951832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP05810745A Active EP1815492B1 (fr) 2004-10-05 2005-10-03 Dispositif generateur d'ondes hyperfrequences a cathode virtuelle oscillante

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1815492B1 (fr)
AT (1) ATE441936T1 (fr)
DE (1) DE602005016452D1 (fr)
FR (1) FR2876218B1 (fr)
WO (1) WO2006037918A2 (fr)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE532955C2 (sv) * 2006-06-01 2010-05-18 Bae Systems Bofors Ab Anordning för generering av mikrovågor
SE532962C2 (sv) * 2006-06-01 2010-05-25 Bae Systems Bofors Ab Anordning för generering av mikrovågor
WO2011037497A1 (fr) * 2009-09-25 2011-03-31 Bae Systems Bofors Ab Dispositif de génération de micro-ondes
WO2011037498A1 (fr) * 2009-09-25 2011-03-31 Bae Systems Bofors Ab Dispositif de génération de micro-ondes
RU2444082C2 (ru) * 2010-05-24 2012-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" Генератор свч сигналов на виртуальном катоде
RU2444081C1 (ru) * 2010-07-05 2012-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" Управляемый генератор на виртуальном катоде
RU2444805C1 (ru) * 2010-08-04 2012-03-10 Алексей Иванович Арбузов Сверхвысокочастотный генератор на основе виртуального катода
FR3000289B1 (fr) 2012-12-20 2017-08-11 Commissariat Energie Atomique Generateur de microondes a cathode virtuelle oscillante et a reflecteurs ouverts
FR3015767B1 (fr) 2013-12-23 2016-02-05 Commissariat Energie Atomique Dispositif generateur d'ondes microondes a cathode virtuelle oscillante, a geometrie axiale, comportant au moins un reflecteur et une bague magnetique, configure pour etre alimente par un generateur a forte impedance
RU2562831C1 (ru) * 2014-06-27 2015-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Генератор электромагнитных импульсов
RU2570196C1 (ru) * 2014-08-26 2015-12-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" Генератор электромагнитных импульсов
RU2572104C1 (ru) * 2014-08-26 2015-12-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" Генератор электромагнитных импульсов
RU2611574C2 (ru) * 2015-08-03 2017-02-28 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Способ генерации электромагнитного излучения свч диапазона
RU2650103C1 (ru) * 2016-12-30 2018-04-09 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Генератор электромагнитных импульсов
RU178718U1 (ru) * 2017-12-04 2018-04-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" Свч-генератор на многоскоростных электронных потоках
CN110706990B (zh) * 2019-10-08 2021-10-29 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种波导内填充金属栅格阵列型c波段虚阴极振荡器
RU201842U1 (ru) * 2020-10-21 2021-01-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет геосистем и технологий» (СГУГиТ) Виркатор

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4553068A (en) * 1983-10-26 1985-11-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army High power millimeter-wave source
FR2643506B1 (fr) * 1989-02-17 1996-04-19 Thomson Csf Dispositif generateur d'ondes hyperfrequences a cathode virtuelle

Also Published As

Publication number Publication date
EP1815492A2 (fr) 2007-08-08
FR2876218A1 (fr) 2006-04-07
FR2876218B1 (fr) 2006-11-24
WO2006037918A3 (fr) 2008-06-26
WO2006037918A2 (fr) 2006-04-13
ATE441936T1 (de) 2009-09-15
DE602005016452D1 (de) 2009-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1815492B1 (fr) Dispositif generateur d'ondes hyperfrequences a cathode virtuelle oscillante
EP0013242B1 (fr) Générateur d'ondes radioélectriques pour hyperfréquence
EP0564359B1 (fr) Dispositif d'application de micro-ondes et réacteur à plasma utilisant ce dispositif
WO1999057542A1 (fr) Procede d'excitation d'une cavite optique pour la detection de gaz a l'etat de traces
EP0197843B1 (fr) Dispositif pour l'excitation par ondes hyperfréquences d'un plasma dans une colonne de gaz, permettant notamment la réalisation d'un laser ionique
EP3087580B1 (fr) Dispositif générateur d'ondes microondes à cathode virtuelle oscillante, à géométrie axiale, comportant au moins un réflecteur et une bague magnétique, configuré pour être alimenté par un générateur à forte impédance
EP2936537B1 (fr) Générateur de microondes à cathode virtuelle oscillante et à réflecteurs ouverts
EP0251830B1 (fr) Lasertron à faisceaux multiples
FR2974458A1 (fr) Dispostif laser d'emission d'ondes dans le domaine des terahertz
EP0015837A2 (fr) Antenne à plans parallèles à rotation de polarisation
FR3042063A1 (fr) Dispositif pour generer des micro-ondes
EP0407558B1 (fr) Dispositif amplificateur ou oscillateur fonctionnant en hyperfrequence
FR2942348A1 (fr) Dispositif pour generer des micro-ondes
EP0082769A1 (fr) Multiplicateur de fréquence
FR2672730A1 (fr) Dispositif convertisseur de modes et diviseur de puissance pour tube hyperfrequence et tube hyperfrequence comprenant un tel dispositif.
EP0413018B1 (fr) Dispositif generateur d'ondes hyperfrequences a cathode virtuelle
FR2694447A1 (fr) Canon à électrons pour fournir des électrons groupés en impulsions courtes.
EP0093058B1 (fr) Dispositif d'excitation d'une source de révolution rainurée hyperfréquence bi-bande
EP3204984B1 (fr) Procédé de génération de rayonnements électromagnétiques haute puissance
EP1680799B1 (fr) Tube hyperfrequence a faible rayonnement parasite
FR2526582A1 (fr) Procede et appareil pour produire des micro-ondes
FR2985384A1 (fr) Systeme de generation d'une onde a forte puissance a cavite reverberante
FR2789216A1 (fr) Generateur de puissance electrique
FR2542505A1 (fr) Cavite resonnante pour hyperfrequences et generateur d'ondes radioelectriques utilisant une telle cavite
EP0734048A1 (fr) Procédé et dispositif pour revêtir ou nettoyer un substrat

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20070309

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR MK YU

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
R17D Deferred search report published (corrected)

Effective date: 20080626

17Q First examination report despatched

Effective date: 20081027

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: FRENCH

REF Corresponds to:

Ref document number: 602005016452

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20091015

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: TRGR

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090902

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090902

NLV1 Nl: lapsed or annulled due to failure to fulfill the requirements of art. 29p and 29m of the patents act
LTIE Lt: invalidation of european patent or patent extension

Effective date: 20090902

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090902

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090902

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090902

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090902

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090902

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FD4D

BERE Be: lapsed

Owner name: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE

Effective date: 20091031

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090902

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20091213

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090902

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090902

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100104

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090902

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100102

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091031

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090902

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090902

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20100630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090902

26N No opposition filed

Effective date: 20100603

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20091203

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091031

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091031

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091031

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: RN

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: FC

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090902

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20091031

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091003

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100303

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090902

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 11

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 12

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 13

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 14

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20231025

Year of fee payment: 19

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20231025

Year of fee payment: 19

Ref country code: FR

Payment date: 20231023

Year of fee payment: 19

Ref country code: DE

Payment date: 20231018

Year of fee payment: 19