RU127247U1

RU127247U1 - SMALL PULSE RUNNING WAVE LAMP

Info

Publication number: RU127247U1
Application number: RU2012140642/07U
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Ляшенко; Семен Генухович Брук
Original assignee: Открытое акционерное общество "Тантал"
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2013-04-20

Abstract

Малогабаритная импульсная лампа бегущей волны, содержащая электронную пушку, спиральную замедляющую систему, коллектор; ввод и вывод СВЧ энергии, отличающаяся тем, что она размещена в вакуумной металлокерамической оболочке и снабжена пакетированной магнитной фокусирующей системой и системой воздушно-кондуктивного охлаждения, причем ввод и вывод СВЧ энергии выполнены в виде волноводов, а электронная пушка выполнена штыревой конструкции с, по крайней мере, одним встроенным управляющим электродом.Small-sized traveling-wave flash lamp containing an electron gun, spiral retarding system, collector; input and output of microwave energy, characterized in that it is placed in a vacuum ceramic-metal shell and equipped with a packaged magnetic focusing system and an air-conduction cooling system, the input and output of microwave energy made in the form of waveguides, and the electron gun is made of a pin design with at least at least one integrated control electrode.

Description

Полезная модель относится к вакуумным электронным приборам, а именно, к малогабаритным импульсным лампам бегущей волны (ЛБВ) и может быть использована в радиолокационной СВЧ технике бортового базирования для работы в составе компактной передающей аппаратуры нового поколения.The utility model relates to vacuum electronic devices, namely, to small-sized traveling-wave pulsed lamps (TWTs) and can be used in on-board radar microwave technology to operate as part of a new generation of compact transmitting equipment.

Известны различные конструкции ЛБВ (см., например, «Технологические процессы при создании ЛБВ для СВЧ приборов и их промышленно-экологическая безопасность» - статья депонирована в Центральном справочно-информационном фонде Минобороны РФ и опубликована в «Сборнике рефератов депонированных рукописей», серия А, выпуск №1 (94). М., ЦВНИ МО РФ, 2007 г. Авторы Ляшенко А.В., Лысогорский Д.А.). Общими недостатками известных устройств являются повышенные значения веса, габаритов, мощности тока потребления и питающего напряжения.Various TWT constructions are known (see, for example, “Technological processes for creating TWT for microwave devices and their industrial and environmental safety” - the article was deposited in the Central Reference and Information Fund of the Ministry of Defense of the Russian Federation and published in the Collection of abstracts of deposited manuscripts, series A, Issue No. 1 (94). M., TsVNI MO RF, 2007. Authors Lyashenko A.V., Lysogorsky D.A.). Common disadvantages of the known devices are increased values of weight, dimensions, power consumption current and supply voltage.

Наиболее близкой к заявленной полезной модели по технической сущности является лампа бегущей волны, описанная в патенте RU 2040826 (кл. H01J 25/34, опубл. 25.07.1995) и содержащая электронную пушку, спиральную замедляющую систему, коллектор, ввод и вывод СВЧ энергии. Недостатком известного устройства является сравнительно малые значения выходной импульсной мощности.Closest to the claimed utility model in technical essence is a traveling wave lamp described in patent RU 2040826 (class H01J 25/34, publ. 07.25.1995) and containing an electron gun, spiral retarding system, collector, input and output of microwave energy. A disadvantage of the known device is the relatively small values of the output pulse power.

Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков и разработка базовой конструкции ЛБВ для СВЧ приборов с минимальными массогабаритными параметрами. Технический результат заключается в повышении надежной работы как в нормальных условиях эксплуатации, так и при воздействии внешних дестабилизирующих факторов, в заданном восьмимиллиметровом диапазоне длин волн с полосой - 2ГГц и выходной мощностью СВЧ сигнала не менее 20 Вт. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что малогабаритная импульсная лампа бегущей волны содержит электронную пушку, спиральную замедляющую систему, коллектор, ввод и вывод СВЧ энергии, причем она размещена в вакуумной металлокерамической оболочке и снабжена пакетированной магнитной фокусирующей системой и системой возлушно-кондуктивного охлаждения, причем ввод и вывод СВЧ энергии выполнены в виде волноводов, а электронная пушка выполнена штыревой с, по крайней мере, одним встроенным управляющим электродом.The objective of the utility model is to eliminate these drawbacks and develop a basic TWT design for microwave devices with minimal weight and size parameters. The technical result consists in increasing reliable operation both under normal operating conditions and under the influence of external destabilizing factors, in a given eight-millimeter wavelength range with a band of 2 GHz and an output power of a microwave signal of at least 20 watts. The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the small-sized pulsed traveling-wave lamp contains an electron gun, a spiral decelerating system, a collector, input and output of microwave energy, and it is placed in a vacuum metal-ceramic shell and equipped with a packaged magnetic focusing system and an air-conductive conductive system cooling, and the input and output of microwave energy are made in the form of waveguides, and the electron gun is made pin with at least one built-in control electron by birth.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемой лампы;Figure 1 presents a block diagram of the proposed lamp;

На фиг.2 - комплектация ее базовой части.Figure 2 - configuration of its base part.

Малогабаритная импульсная лампа бегущей волны размещена в вакуумной металлокерамической оболочке и состоит из электронной пушки 1, спиральной замедляющей системы 2 и коллектора 3. Электронная пушка выполнена штыревой и снабжена подогревателем 4, катодом 5 и управляющим электродом 6. ЛБВ снабжена пакетированной магнитной фокусирующей системой 7 и системой воздушно-кондуктивного охлаждения 8. Для подачи и отвода СВЧ энергии предусмотрены волновод ный и ввод 9 и волноводный вывод 10.A small traveling wave flash lamp is placed in a ceramic-metal vacuum shell and consists of an electron gun 1, a spiral decelerating system 2 and a collector 3. The electron gun is made with a pin and is equipped with a heater 4, a cathode 5 and a control electrode 6. The TWT is equipped with a packaged magnetic focusing system 7 and a system air-conduction cooling 8. For supply and removal of microwave energy, a waveguide and input 9 and a waveguide terminal 10 are provided.

Малогабаритная импульсная ЛБВ работает следующим образом. Электронная пушка 1 формирует электронный пучок, который под действием ускоряющего напряжения направляется от катода 5 к коллектору 3. С помощью фокусирующей системы 7, создающей продольное магнитное поле, обеспечивается необходимое поперечное сечение пучка на всем пути вдоль замедляющей системы 2. По волноводному вводу 9 подают полезный сигнал, который усиливается посредством воздействия с электронным пучком и направляется в волноволный вывод 10.Small-sized pulsed TWT works as follows. The electron gun 1 forms an electron beam, which is directed from the cathode 5 to the collector 3 under the action of an accelerating voltage. Using the focusing system 7, which creates a longitudinal magnetic field, the necessary beam cross section is provided along the entire path along the slowing-down system 2. Useful waveguide input 9 a signal that is amplified by exposure to an electron beam and is sent to the wave output 10.

Электронно-оптическая система лампы позволяет формировать и удерживать электронный пучок радиусом 0,15-0,20 мм с током 40 70 мА в канале с радиусом ~ 0,6 мм. На практике это достигается благодаря высокой точности изготовления всей совокупности деталей (~ 5 мкм) и при гарантированной точности сборки, допускающей несоосность в основных узлах устройства не более 0,05 мм, что обеспечивает максимум надежности изделия при минимуме энергопотребления. Предлагаемая ЛБВ имеет уникальные электрические параметры: при работе в заданном восьмимиллиметровом диапазоне длин волн с полосой - 2ГГц (не менее 1240 МГц) выходная мощность составляет не менее 20 Вт при коэффициенте усиления не менее 35 дБ и скважности, равной 5. Заданный уровень мощности в восьмимиллиметровом диапазоне длин волн был получен при низком напряжении анода (не более 6,2 кВ) с КПД более 13%, при этом масса устройства не превышает 750 г, а габариты не более 220х69,5х46 мм.The electron-optical lamp system allows the formation and holding of an electron beam with a radius of 0.15-0.20 mm with a current of 40 70 mA in a channel with a radius of ~ 0.6 mm. In practice, this is achieved due to the high accuracy of manufacturing the entire set of parts (~ 5 μm) and with guaranteed assembly accuracy that allows misalignment in the main components of the device not more than 0.05 mm, which ensures maximum reliability of the product with a minimum of energy consumption. The proposed TWT has unique electrical parameters: when operating in a given eight-millimeter wavelength range with a band of 2 GHz (at least 1240 MHz), the output power is at least 20 W with a gain of at least 35 dB and a duty cycle of 5. A predetermined power level in the eight millimeter the wavelength range was obtained at a low voltage of the anode (not more than 6.2 kV) with an efficiency of more than 13%, while the mass of the device does not exceed 750 g, and the dimensions are not more than 220x69.5x46 mm.

Стыковочные работы в составе конечных изделий - компактной передающей СВЧ аппаратуры нового поколения - показали устойчивое функционирование устройства как при нормальных условиях эксплуатации, так и при воздействии внешних факторов.Docking work as part of the final products - a new generation of compact microwave transmitting equipment - showed the stable operation of the device both under normal operating conditions and when exposed to external factors.

Claims

Small-sized pulsed traveling wave lamp containing an electron gun, spiral retarding system, collector; input and output of microwave energy, characterized in that it is placed in a vacuum ceramic-metal shell and equipped with a packaged magnetic focusing system and an air-conduction cooling system, the input and output of microwave energy made in the form of waveguides, and the electron gun is made of a pin design with at least at least one integrated control electrode.