RU115961U1 - Оротрон - Google Patents
Оротрон Download PDFInfo
- Publication number
- RU115961U1 RU115961U1 RU2011129475/07U RU2011129475U RU115961U1 RU 115961 U1 RU115961 U1 RU 115961U1 RU 2011129475/07 U RU2011129475/07 U RU 2011129475/07U RU 2011129475 U RU2011129475 U RU 2011129475U RU 115961 U1 RU115961 U1 RU 115961U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electron
- orotron
- height
- periodic structure
- rows
- Prior art date
Links
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
Abstract
Оротрон, содержащий электронную пушку с n эмиттерами для формирования n электронных пучков, где n=1, 2, 3, коллектор, открытый резонатор, образованный плоским и вогнутым зеркалами, и периодическую структуру, содержащую N рядов, где N=2, 3, 4 и расположенную на плоском зеркале, между рядами которой вдоль оси симметрии резонатора выполнено n промежутков для пролета n плоских электронных пучков, при этом ее высота HN от плоского зеркала вдоль указанной оси составляет величину HN=[(n-1/2)/2]λ, где λ - рабочая длина волны диапазона перестройки оротрона по частоте, отличающийся тем, что электронная пушка содержит дополнительный эмиттер электронов, расположенный на высоте HN=[(n-1/2)/2]λ от плоского зеркала и формирующий (n+1)-й электронный пучок, проходящий над периодической структурой.
Description
Полезная модель относится к радиоэлектронике, в частности к конструкции мощного источника высокочастотных электромагнитных колебаний коротковолновой части миллиметрового диапазона и субмиллиметрового диапазона волн, а более конкретно - к оротрону.
Известен оротрон, содержащий электронную пушку с одним эмиттером электронов, коллектор, открытый резонатор, образованный плоским и вогнутым зеркалами, однорядную гребенчатую периодическую структуру, расположенную на плоском зеркале, при этом высота ламелей периодической структуры составляет четверть рабочей длины волны диапазона перестройки оротрона по частоте, а плоский электронный пучок проходит над их поверхностью [1].
Недостатком этого оротрона является низкий КПД и малая выходная мощность во всей полосе перестройки по частоте.
Известен также оротрон, содержащий электронную пушку с n эмиттерами для формирования n электронных пучков, где n=1,2,3 и т.д., коллектор, открытый резонатор, образованный плоским и вогнутым зеркалами, и периодическую структуру, содержащую N рядов, где N=2,3,4 и т.д., и расположенную на плоском зеркале, между рядами которой вдоль оси симметрии резонатора выполнено n промежутков для пролета n плоских электронных пучков, при этом ее высота HN от плоского зеркала вдоль указанной оси составляет величину HN=[(n-1/2)/2]λ, где λ - рабочая длина волны диапазона перестройки оротрона по частоте, Этот прибор также имеет недостаточную величину КПД и выходной мощности, особенно на высокочастотной границе перестройки.
Это связано с тем, что, например, для двухрядной периодической структуры не используется четвертьволновый резонанс на длине волны λ в щелях периодической структуры, связанный с ее высотой H1 от плоского зеркала соотношением H1=λ/4. В многорядной периодической структуре не используется резонанс, производный от четвертьволнового резонанса, когда HN=[(n-1/2)/2]λ. А именно в этих случаях на длине волны К достигается максимум амплитуды рабочей пространственной гармоники, с которой мог бы эффективно взаимодействовать электронный пучок.
Техническая задача, решаемая предлагаемой конструкцией, направлена на увеличение выходной мощности и КПД оротрона во всей полосе перестройки по частоте.
Для решения этой задачи в оротроне, содержащем электронную пушку с n эмиттерами для формирования n электронных потоков, где n=1,2,3 и т.д., коллектор, открытый резонатор, образованный плоским и вогнутым зеркалами и гребенчатую периодическую структуру, содержащую N рядов, где N=2,3,4 и т.д., и расположенную на плоском зеркале, между рядами которой вдоль оси симметрии резонатора выполнено n промежутков для пролета n плоских электронных пучков, при этом ее высота HN от плоского зеркала вдоль указанной оси составляет величину HN=[(n-1/2)/2]λ, где λ - рабочая длина волны диапазона перестройки оротрона по частоте, изменена конструкция электронной пушки. Она содержит дополнительный эмиттер электронов, расположенный на высоте HN=[(n-1/2)/2]λ от плоского зеркала и формирующий (n+1)-ый электронный пучок, проходящий над периодической структурой.
В случае двухрядной периодической структуры с одним электронным пучком, проходящим на высоте h1 от плоского зеркала, дополнительный электронный пучок необходимо сформировать на высоте H1 над вторым рядом периодической структуры.
Предлагаемое устройство поясняется рисунками, где на Фиг.1 представлено схематическое изображение оротрона, а на Фиг.2 приведены зависимости генерируемой мощности от частоты для оротрона, созданного в соответствии с прототипом и в соответствии с предлагаемой конструкцией, с использованием двухрядной периодической структуры.
Прибор на Фиг.1 содержит открытый резонатор, образованный плоским 1 и вогнутым 2 зеркалами, электронную пушку 3, коллектор 4 электронов, и четырехрядную периодическую структуру, образованную рядами 5, между которыми выполнено n=3 промежутков 6 для пролета электронных пучков. Эти ряды могут быть также выполнены в виде узких щелей для пролета плоских пучков в ламелях гребенчатой периодической структуры. Высота Н структуры, вдоль оси симметрии 7 резонатора, равна HN=[(n-1/2)/2]λ. Вывод СВЧ мощности из резонатора осуществляется через щель 8 в зеркале 2. Штриховые линии 9 изображают каустическую поверхность рабочего колебания. Форма и размер ее однозначно определяются геометрическими параметрами открытого резонатора (см., например, Л.А.Вайнштейн. Открытые резонаторы и открытые волноводы. М. Сов. радио, 1966, с.118). Электронная пушка 3 содержит три эмиттера 10, расположенных напротив соответствующих промежутков между рядами периодической структуры, и дополнительный эмиттер 11, расположенный на высоте Н от плоского зеркала.
Оротрон работает следующим образом. При включении электрического питания электронная пушка 3 формирует n+1 электронных пучков, которые фокусируются магнитом (на Фиг.1 не показан). Пролетая сквозь промежутки 6 между рядами и над периодической структурой, электронные пучки осаждаются на коллекторе 4 электронов. В объеме между зеркалами 1 и 2 образуется стоячая электромагнитная волна рабочего колебания резонатора. При выполнении условий синхронизма между скоростью электронов и пространственной гармоникой высокочастотного поля Ez, направленной перпендикулярно оси симметрии 7 резонатора вдоль пространства взаимодействия, и превышении электронным током некоторого пускового значения система самовозбуждается, и генерируемая СВЧ мощность поступает через щель 8 в нагрузку. При этом за счет введения дополнительного электронного пучка, формируемого дополнительным эмиттером 11, на высоте HN=[(n-1/2)/2]λ от плоского зеркала увеличивается эффективность взаимодействия не только на длине волны λ=4НN, но и во всем диапазоне перестройки прибора от λ>4НN……до λ/2.
В качестве примера на Фиг.2 приведены зависимости генерируемой мощности от частоты для оротрона с двухрядной периодической структурой, выполненного согласно прототипу (зависимость А) и согласно предлагаемой конструкции (зависимость В), т.е. как для работы с одним электронным пучком на высоте h1=λ1(1-1/2)/2=λ1/4 от плоского зеркала, так и с дополнительным электронным пучком на высоте H1=λ(n-1/2)/2=λ/4 от плоского зеркала. Таким образом, длина волны λ=2λ1. При этом высота первого ряда 0,2 мм, промежуток между первым и вторым рядом для пролета электронного пучка 0,1 мм и высота структуры H1=0,5 мм. Как видно на Фиг.2, введение дополнительного электронного пучка в пространство взаимодействия на высоте H1 существенным образом увеличивает генерируемую мощность прибора во всем диапазоне перестройки по частоте.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ф.С.Русин, Г.Д.Богомолов. Оротрон как генератор миллиметрового диапазона. В сб. Электроника больших мощностей. Изд-во «Наука», М. 1968. Вып.5. С.45.
2. Белявский Б.А., Мясин Е.А., Соловьев А.Н. Оротрон. АС №1358672 А1 от 19.03.86. Кл. H01J 25/00.
Claims (1)
- Оротрон, содержащий электронную пушку с n эмиттерами для формирования n электронных пучков, где n=1, 2, 3, коллектор, открытый резонатор, образованный плоским и вогнутым зеркалами, и периодическую структуру, содержащую N рядов, где N=2, 3, 4 и расположенную на плоском зеркале, между рядами которой вдоль оси симметрии резонатора выполнено n промежутков для пролета n плоских электронных пучков, при этом ее высота HN от плоского зеркала вдоль указанной оси составляет величину HN=[(n-1/2)/2]λ, где λ - рабочая длина волны диапазона перестройки оротрона по частоте, отличающийся тем, что электронная пушка содержит дополнительный эмиттер электронов, расположенный на высоте HN=[(n-1/2)/2]λ от плоского зеркала и формирующий (n+1)-й электронный пучок, проходящий над периодической структурой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011129475/07U RU115961U1 (ru) | 2011-07-15 | 2011-07-15 | Оротрон |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011129475/07U RU115961U1 (ru) | 2011-07-15 | 2011-07-15 | Оротрон |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU115961U1 true RU115961U1 (ru) | 2012-05-10 |
Family
ID=46312807
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011129475/07U RU115961U1 (ru) | 2011-07-15 | 2011-07-15 | Оротрон |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU115961U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634304C1 (ru) * | 2016-06-10 | 2017-10-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук | Оротрон |
-
2011
- 2011-07-15 RU RU2011129475/07U patent/RU115961U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634304C1 (ru) * | 2016-06-10 | 2017-10-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук | Оротрон |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107093538A (zh) | 基于两段矩形光栅的史密斯‑帕赛尔电磁辐射源 | |
CN105938972A (zh) | 一种基于双电子注双光栅的太赫兹自由电子激光源 | |
Yamaguchi et al. | High power 303 GHz gyrotron for CTS in LHD | |
CN110491752B (zh) | 一种多电子束的绕射辐射振荡器 | |
CN103779763B (zh) | 一种基于阵列光栅结构的太赫兹功率源高频结构 | |
CN104538271A (zh) | 一种工作在高次通带的梳状线慢波结构 | |
RU115961U1 (ru) | Оротрон | |
Wang et al. | Analysis and simulation of a gigawatt-class Ka-band radial transit time oscillator | |
CN103632910A (zh) | 基于多重级联高频结构的太赫兹源放大装置 | |
KR101174363B1 (ko) | 줄무늬 구조를 갖는 이차전자방출 음극을 적용한 냉음극 마그네트론 | |
US3221207A (en) | Microwave power generating by periodic sweep of electron beam along length of resonant waveguide | |
Wu et al. | Study of superradiance based on a low-voltage backward wave oscillator | |
Yang et al. | Numerical simulation study and preliminary experiments of a coaxial vircator with radial dual-cavity premodulation | |
Myasin et al. | Experimental study of the possibility to generate radiation at a frequency of up to 400 GHz in an Orotron with a double-row periodic structure | |
Guan et al. | Design of a 220-GHz continuous frequency-tunable gyrotron with quasi-optical cavity | |
RU202819U1 (ru) | Оротрон | |
RU2436181C1 (ru) | Широкополосный многолучевой клистрон | |
Qin et al. | A novel method to depress higher order mode generation in MILO | |
Myasin et al. | A terahertz orotron with double-row periodic structure and broad electron beam | |
Yin et al. | Study of a coaxial vircator with a three-mirror quasi-optical resonant cavity | |
Pan et al. | Development of 220 GHz and 340 GHz TWTs | |
RU2612028C1 (ru) | Электровакуумный прибор СВЧ | |
Liu et al. | Design and Simulation of 1.0 THz Staggered Double Vane Backward-wave Oscillator | |
RU73124U1 (ru) | Электронная пушка | |
Li et al. | Terahertz harmonic gyrotron based on spoof surface plasmon |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150716 |