RU1075860C

RU1075860C - Powereul multi-resonator high-efficiency klystron

Info

Publication number: RU1075860C
Authority: RU
Inventors: Ю.Л. Кацман; С.М. Мовнин; А.В. Иванов; С.В. Лебединский; О.И. Павлов
Original assignee: Katsman Yu L; Movnin S M; Ivanov A V; Lebedinskij S V; Pavlov O I
Priority date: 1966-04-23
Filing date: 1966-04-23
Publication date: 1993-10-15

Description

ОABOUT

N1N1

OsOs

ОABOUT

fi Изобретение относитс к электроваку ,yfytHMM приборам, 8 частности к конструкции пролетных клистронов. Известен мощный многореэонаторный истрон, содержащий резонаторный блок 5 Ъ наход щимис внутри него резонаторами, узлы настройки резонаторов и устройство ве зи с нагрузкой..fi The invention relates to electric vacuum, yfytHMM devices, 8 in particular to the design of overhead klystrons. A powerful multi-reeonator istron is known, containing a resonator block 5 located within the resonators inside it, resonator tuning units and a load-carrying device ..

Однако клистроны с резонаторами, настроенными на одну частоту, имеют низкий, О Ш1Д. Ограничение КПД св зано сиспользованием электронного потока СВЧ-напр жени синусоидальной формы.However, klystrons with resonators tuned to the same frequency have a low, О Ш1Д. Efficiency limitation is associated with the use of a sinusoidal microwave electronic voltage stream.

К наиболее близкому техническому решению относитс мощный пролетный мно- i5 горезонаторный клистрон с ггоВышенным КЛД, содержащий резонаторы, настроенные на кратные частоты..The closest technical solution includes a powerful span multi-i5 horizontally zoned klystron with an elevated KLD containing resonators tuned to multiple frequencies ..

Недостатком конструкции вл етс то, что энерги СВЧ колебаний вводитс в ре- 20 зонатор с помощью внешнего истсгчника, что вл етс экономически невыгодным и сложным конструктивно,A design drawback is that microwave energy is introduced into the cavity using an external source, which is economically disadvantageous and structurally difficult.

Целью изобретени вл етс упрощение конструкции клистрона в эксплуатации. 25 Указанна цель Достигаетс teMi что в мощном пролетном многорезонлторном клистроне с повышенным КПД, использующим резонаторы, настроенные на. кратные частоты, установлен изолированный от 30 внешних источников колебаний дополни тельный промежуточный резонатор, настроенный на удвоенную частоту сигнала Их снабженный одним или двум зазорами взаимодействи ..35The aim of the invention is to simplify the design of the klystron in operation. 25 Indicated objective teMi achieves that in a powerful high-span, multi-resonant klystron with increased efficiency, using resonators tuned to. multiple frequencies, an additional intermediate resonator isolated from 30 external vibration sources is set, tuned to a double signal frequency. They are equipped with one or two interaction gaps ..35

Кроме того, с целью повышени его КПД, за. выходным резонатором установлен второй дополнительный резонатор, настроенный на ту же частоту, что и первый, и св занный с ним по высокой частоте.In addition, in order to increase its efficiency, for. the output resonator is equipped with a second additional resonator tuned to the same frequency as the first, and associated with it at a high frequency.

На чертеже изображен предлагаемый клистрон. The drawing shows the proposed klystron.

Предлагаемый пролетный клистрон с повышенным КПД включает резонаторнЫй блок 1 с резонаторами 2-5, узлами настрой- 45 ки 6-9 и устройством св зи с нагрузкой 10. Во избежание значительного перегрева пролетных труб резонаторный блок Имеет каналы охлаждени It. В клистроне вместо предвыходного резонатора используетс 50 одна система из двух резонаторов 3 и 4 с расположенными последовательно зазора ми взаимодействи , причем один из резонаторов 4 настроен на огсновную частоту усиливаемого сигнала, а другой 3 - на удво- 55 енную частоту. Величина зазоров взаимодействии и рассто ни между зазорами в резонаторах 3 и 4 предвыходной системы выбираютс из услови оптимального группировани электронного потока после системы и получени максимальной амплитуды первой гармоники конвекционного тока в выходном резонаторе. Величина оптимального соотношени между амплитудами и фазами высокочастотного напр жени на зазорах резонаторов 3 и 4 корректируетс путем соответствующей расстройки резонаторов 3 и 4 по частоте с помощью узлов настройки 7 и 8. Допускаетс такое расположение предвыходной Системы клистрона, при котором ближе к выходному резонатору находитс резонатор, настроенный на удвоенную частоту сигнала.The proposed overhead klystron with increased efficiency includes a resonator block 1 with resonators 2-5, tuners 6-9 and a communication device with a load of 10. To avoid significant overheating of the passage pipes, the resonator block has cooling channels It. Instead of a pre-output cavity, a klystron uses 50 one system of two resonators 3 and 4 with successive interaction gaps, one of the resonators 4 being tuned to the fundamental frequency of the amplified signal, and the other 3 to a doubled frequency. The magnitude of the interaction gaps and the distance between the gaps in the resonators 3 and 4 of the output system are selected from the condition of optimal grouping of the electron flux after the system and obtaining the maximum amplitude of the first harmonic of the convection current in the output resonator. The value of the optimal ratio between the amplitudes and the phases of the high-frequency voltage at the gaps of the resonators 3 and 4 is corrected by the corresponding detuning of the resonators 3 and 4 in frequency using the tuning nodes 7 and 8. This arrangement of the pre-output klystron system is allowed at which the resonator is closer to the output resonator, tuned to double signal frequency.

Увеличение амплитуды вь1сокочастотного напр жени на зазоре резонатора предвыходной системы, настроенного на удвоенную частоту, осуществл етс путем помещени дополнительного резонатора, настроенного на удвоенную частоту, после выходного резонатора, и имеющего канал св зи с резонатором предвыходной системы . Дл повышени амплитуды второй гармоники напр жени представл етс целесообразным выполн ть настроенный на удвоенную частоту контур в виде резонатора с Двойным зазором взаимодействи .The amplitude of the bi-frequency voltage at the cavity gap of the pre-output system tuned to double the frequency is increased by placing an additional resonator tuned to the double frequency after the output resonator and having a communication channel with the resonator of the pre-output system. In order to increase the amplitude of the second harmonic of the voltage, it seems advisable to make a double-frequency tuned circuit in the form of a resonator with a double interaction gap.

В св зи с тем, что при одинаковом диаметре пролетных труб коэффициент взаимодействи пучка с полем в резонаторе, настроенном на удвоенную частоту, меньше , чем в резонаторе, настроенном на основную частоту, расчет пролетных труб следует производить исход из услови их минимального приведенного по двойной частоте радиуса,Due to the fact that for the same diameter of the passage pipes, the coefficient of interaction of the beam with the field in the resonator tuned to a double frequency is lower than that in the resonator tuned to the fundamental frequency, the calculation of the passage pipes should be based on the condition of their minimum reduced frequency radius

Работа описанной предвыходной системы наиболее эффективна при использовании полого электронного луча, так как при этом значительно увеличиваетс взаимодействие луча с полем резонатора, настроенного на удвоенную частоту даже при приведенных по двойной частоте радиусах пролетных труб больших единиц.The operation of the described pre-exit system is most effective when using a hollow electron beam, since this significantly increases the interaction of the beam with the cavity of the resonator tuned to a double frequency even when the radii of the passage pipes are larger in double frequency.

Предлагаема конструкци дает увеличение КПД пролетного клистрона без изменени габаритных размеров, питающих напр жений и величины Магнитного пол .The proposed design provides an increase in the efficiency of the flying klystron without changing the overall dimensions, supply voltages, and magnitude of the magnetic field.

(56) Патент США N: 2892121, кл. 315-5.39, 1959.(56) U.S. Patent N: 2892121, CL. 315-5.39, 1959.

Патент США № 2424959, кл. 315-5.43, опубл. 1947.US patent No. 2424959, CL. 315-5.43, publ. 1947.