RU186470U1 - High Power Microwave Source - Google Patents
High Power Microwave Source Download PDFInfo
- Publication number
- RU186470U1 RU186470U1 RU2018114983U RU2018114983U RU186470U1 RU 186470 U1 RU186470 U1 RU 186470U1 RU 2018114983 U RU2018114983 U RU 2018114983U RU 2018114983 U RU2018114983 U RU 2018114983U RU 186470 U1 RU186470 U1 RU 186470U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microwave
- modulator
- klystron
- compressor
- radiation
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 44
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
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
Landscapes
- Microwave Amplifiers (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована при создании источников СВЧ излучения, предназначенных, в частности, для нарушения функционирования стационарных и мобильных объектов, использующих электронные схемы и компоненты в системах управления и коммутации. Техническим результатом создания полезной модели является возможность создания компактных источников СВЧ излучения, формирующих СВЧ импульсы с импульсной мощностью сотни и тысячи мегаватт с микросекундной длительностью импульсов и ресурсом несколько тысяч часов, управляемых сигналом малой амплитуды, на основе вакуумных СВЧ клистронов с невысокими рабочими напряжениями и резонансных СВЧ компрессоров. Источник СВЧ излучения содержит: источник исходного СВЧ сигнала; усилитель СВЧ излучения, включающий: модулятор; клистрон, соединенный с указанным источником исходного СВЧ сигнала и приспособленный для запитывания усилителя СВЧ излучения от указанного модулятора; резонансный компрессор СВЧ излучения, соединенный с указанным клистроном, при этом указанный модулятор выполнен с возможностью обеспечения заданной длительности импульса напряжения на выходе указанного резонансного компрессора СВЧ излучения, и в качестве средства вывода СВЧ излучения содержит антенну, приспособленную для вывода излучения с выхода указанного резонансного компрессора СВЧ излучения.The utility model relates to radio engineering and can be used to create microwave sources, intended, in particular, to disrupt the functioning of stationary and mobile objects using electronic circuits and components in control and switching systems. The technical result of creating a useful model is the ability to create compact microwave sources that generate microwave pulses with a pulse power of hundreds and thousands of megawatts with a microsecond pulse duration and a resource of several thousand hours, controlled by a small amplitude signal, based on vacuum microwave klystrons with low operating voltages and resonant microwave compressors. The microwave radiation source contains: a source of the original microwave signal; microwave radiation amplifier, including: a modulator; a klystron connected to the specified source of the original microwave signal and adapted to power the microwave amplifier from the specified modulator; a microwave resonant compressor connected to said klystron, said modulator being configured to provide a predetermined voltage pulse duration at the output of said microwave resonant compressor, and comprises an antenna adapted to output microwave radiation from said microwave resonant compressor as a means of outputting radiation.
Description
Настоящая полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована при создании источников СВЧ излучения, предназначенных, в частности, для нарушения функционирования объектов, использующих электронные схемы и компоненты управления и коммутации, как стационарных объектов, так и мобильных, например летающих.This utility model relates to radio engineering and can be used to create microwave sources, intended, in particular, to disrupt the functioning of objects using electronic circuits and control and switching components, both stationary objects and mobile ones, for example, flying ones.
В ряде применений источников СВЧ излучения, например, для функционального поражения стационарных и мобильных, например летающих объектов, использующих электронные схемы и компоненты управления и коммутации, требуется обеспечение напряженности электрических полей на уровне нескольких десятков Кв/м (М.Н. Ясечко, К.В. Садовый, А.А. Ковальчук, О.В. Тесленко «Энергетическое требования к средствам функционального поражения». Системы обозрения и военной техники 2014 №2 (38) стр. 60-62), что возможно при использовании импульсных СВЧ источников, излучающих на мощностях от нескольких сотен мегаватт до нескольких десятков гигаватт в зависимости от необходимой дальности поражения. (Ю.Г. Юшков, П.Ю. Чумерин, С.Н. Артеменко, С.А. Новиков, Д.В. Зеленцов «Экспериментальное исследование воздействия сверхвысокочастотных импульсов на работу персонального компьютера». Радиотехника и электроника 2001, том 46 №7 стр. 1-5).In a number of applications of microwave sources, for example, for the functional destruction of stationary and mobile, for example, flying objects using electronic circuits and control and switching components, it is required to ensure electric field strengths at the level of several tens of S / m (M.N. Yasechko, K. V. Sadovy, A.A. Kovalchuk, O.V. Teslenko “Energy requirements for means of functional destruction.” Observation systems and military equipment 2014 No. 2 (38) p. 60-62), which is possible when using pulsed microwave sources, I radiate them to powers from a few hundred to several tens of megawatts gigawatts depending on the desired lesion distance. (Yu.G. Yushkov, P.Yu. Chumerin, S.N. Artemenko, S.A. Novikov, D.V. Zelentsov “An experimental study of the effect of microwave pulses on the operation of a personal computer.” Radio Engineering and Electronics 2001, Volume 46 No. 7 p. 1-5).
Экспериментальные исследования показали, что плотность мощности СВЧ сигнала, приводящая к выходу из строя компьютеров, минимизируется в диапазоне длительностей импульса ~1 мксек и в диапазоне длин СВЧ излучения 10÷30 см.Experimental studies have shown that the microwave power density leading to computer failure is minimized in the range of pulse durations of ~ 1 μs and in the range of microwave radiation lengths of 10 ÷ 30 cm.
Известен способ борьбы с беспилотными летательными аппаратами (далее БПЛА) ближнего и малого радиуса действия с помощью электромагнитного излучения дециметрового диапазона длин волн (RU, 2551821, С1) в котором поражение БПЛА осуществляется в дециметровом диапазоне длин волн от 10 см до 20 см с минимальными энергетическими затратами при плотности мощности в зоне поражения 7⋅10-3-4⋅101 Вт/см2.A known method of dealing with unmanned aerial vehicles (UAVs) of short and short range using electromagnetic radiation of the decimeter wavelength range (RU, 2551821, C1) in which the UAV is defeated in the decimeter wavelength range from 10 cm to 20 cm with minimum energy costs at a power density in the affected area of 7⋅10 -3 -4⋅10 1 W / cm 2 .
В настоящее время и в будущем именно борьба с БПЛА, особенно с мини- и нано-БПЛА, представляет серьезную проблему.At present and in the future, it is the fight against UAVs, especially mini- and nano-UAVs, that is a serious problem.
Задача создания источника СВЧ излучения для достижения указанных целей нарушения функционирования вышеуказанных объектов, использующих электронные схемы и компоненты управления и коммутации является весьма актуальной.The task of creating a microwave source to achieve these goals of disruption of the above objects using electronic circuits and control and switching components is very relevant.
Известны технические решения, наиболее близкие к техническому решению настоящей полезной модели, описывающие установки, содержащие релятивистские клистроны, генерирующие импульсную мощность свыше 500 МВт (RU, 2343584, С1; RU, 2507625, С1). Установки содержат: модулятор, формирующий импульсы длительностью до 1 мксек напряжением до 600 Кв; генераторный клистрон с взрывоэмиссионным катодом, рабочим напряжением 600 Кв при электронном КПД 14÷17%; средства откачки клистрона. Главным элементом, определяющим технические параметры установок, является релятивистский клистрон. Установка позволяет формировать импульсы длительностью до 1 мксек. Ресурс установок определяется ресурсом взрывоэмиссионного катода в клистроне и не превышает 10 импульсов, что в случае непрерывной работы с частотой подачи импульсов 10 Гц соответствует работе в течение 3 часов. Недостатки установок связаны с малой эффективностью, малым ресурсом, сложностью и низкой надежностью оборудования, работающего при напряжениях 600 Кв, громоздкостью и большим весом оборудования и невозможностью увеличения импульса более 1 мксек из-за закорачивания промежутка катод-анод плазмой, возникающей на взрывоэмиссионном катоде при токоотборе и прерывающей работу клистрона. Кроме того, высокая концентрация СВЧ мощности вызывает пробои в резонаторах и окне вывода энергии, поэтому предельная мощность такого устройства ограничены. Использование нескольких клистронов для сложения мощности в пространстве вследствие их работы в генераторном режиме невозможно.Known technical solutions that are closest to the technical solution of this utility model that describe installations containing relativistic klystrons generating pulse power in excess of 500 MW (RU, 2343584, C1; RU, 2507625, C1). The installations contain: a modulator that generates pulses up to 1 μs long with a voltage of up to 600 kV; generator klystron with an explosive emission cathode, operating voltage of 600 kW at an electronic efficiency of 14 ÷ 17%; klystron pumping means. The main element that determines the technical parameters of the installations is the relativistic klystron. The setup allows the formation of pulses with a duration of up to 1 μs. The resource of the installations is determined by the resource of the explosive emission cathode in the klystron and does not exceed 10 pulses, which in the case of continuous operation with a pulse supply frequency of 10 Hz corresponds to operation for 3 hours. The disadvantages of the installations are associated with the low efficiency, low resource, complexity and low reliability of equipment operating at voltages of 600 kV, the bulkiness and high weight of the equipment and the inability to increase the pulse more than 1 μs due to the shortening of the cathode-anode gap by the plasma that arises on the explosive emission cathode during current sampling and interrupting the work of the klystron. In addition, a high concentration of microwave power causes breakdowns in the resonators and the energy output window, therefore, the maximum power of such a device is limited. The use of several klystrons to add power in space due to their operation in the generator mode is impossible.
Преодолеть указанные ограничения можно, если использовать в качестве излучателей усилители СВЧ - клистроны.These limitations can be overcome if microwave amplifiers - klystrons are used as emitters.
Специалистам в области создания источников СВЧ излучения должно быть понятно, что требуемые уровни излучаемой мощности должны составлять сотни и тысячи МВт, а размеры источников СВЧ излучения должны быть минимальными, причем используемые усилители СВЧ должны обладать, помимо ресурсов и эффективности, также сравнительно невысокими рабочими напряжениями и малыми размерами. Этим условиям отвечают усилительные клистроны пакетированной конструкции. Некоторые параметры известных клистронов приведены в Таблице 1.Specialists in the field of microwave sources should understand that the required levels of radiated power should be hundreds and thousands of MW, and the size of the microwave sources should be minimal, and the microwave amplifiers used should have, in addition to resources and efficiency, also relatively low operating voltages and small size. The amplified klystrons of the packaged design meet these conditions. Some parameters of known klystrons are shown in Table 1.
Из Таблицы 2 следует, что использование клистронов, в том числе многолучевых, в качестве излучателей СВЧ излучения позволяет, в принципе, реализовать источники СВЧ излучений высокой мощности.From Table 2 it follows that the use of klystrons, including multipath, as emitters of microwave radiation allows, in principle, to realize sources of microwave radiation of high power.
В качестве примера в Таблице 2 приведены оценочные расчеты реализации отдельных излучателей на основе существующих клистронов BTS50-6/10 (вариант №1) с импульсной мощностью 6 МВт и разрабатываемых клистронов BTS70-20/20 (вариант №2) с импульсной мощностью 20 МВт.As an example, Table 2 shows the estimated sales of individual emitters based on existing BTS50-6 / 10 klystrons (option No. 1) with a pulse power of 6 MW and the developed BTS70-20 / 20 klystrons (option No. 2) with a pulse power of 20 MW.
При проведении оценок считалось, что каждый клистрон работает от отдельного модулятора, масса, объем и стоимость которого соответствуют их значениям для клистрона (на самом деле, значение этих параметров для модулятора гораздо выше). Стоимость клистронов выбрана, исходя из известных аналогов, полученных по международным контрактам.When conducting the assessments, it was believed that each klystron operates on a separate modulator, the mass, volume and cost of which correspond to their values for the klystron (in fact, the value of these parameters for the modulator is much higher). The cost of klystrons is selected based on well-known analogues obtained under international contracts.
Таблица 2table 2
Сравнение вариантов построения системы излучателей общей мощностью 500 МВт на основе:Comparison of options for constructing a system of emitters with a total capacity of 500 MW based on:
1) клистронов мощностью 6 МВт - вариант №1;1) klystrons with a capacity of 6 MW - option No. 1;
2) клистронов мощностью 20 МВт - вариант №2;2) klystrons with a capacity of 20 MW - option No. 2;
3) клистронов мощностью 6 МВт и компрессоров с Ку=8 - вариант №3;3) klystrons with a capacity of 6 MW and compressors with K y = 8 - option No. 3;
4) клистронов мощностью 20 МВт и компрессоров с Ку=8 - вариант №4.4) klystrons with a capacity of 20 MW and compressors with K y = 8 - option No. 4.
Из проведенных оценок очевидно, что создание источников СВЧ излучения как на основе существующих, так и на базе разрабатываемых клистронов возможно, но это будут дорогие и громоздкие сооружения, малопригодные для широкого использования. Из данных, показанных в таблице 2, можно сделать вывод, что масса, объем и стоимость излучателей, формирующих источник СВЧ излучения на основе существующих клистронов, чрезвычайно велики, и массовая реализация подобной конструкции маловероятна.From the estimates made it is obvious that the creation of microwave sources on the basis of both existing and developed klystrons is possible, but it will be expensive and bulky structures, unsuitable for widespread use. From the data shown in table 2, we can conclude that the mass, volume and cost of the emitters forming the microwave source based on existing klystrons are extremely large, and the mass implementation of such a design is unlikely.
Известен способ и устройство увеличения импульсной СВЧ мощности за счет временного сжатия энергии СВЧ импульсов с помощью резонансных систем: многолучевых клистронов (Р.В. Егоров, И.А. Гузилов, О.Ю. Масленников. «Импульсный 6 МВт БАК многолучевой клистрон». Журнал радиоэлектроники [электронный журнал], ISSN 1684-1719, 2017. №7: http://jre.cplire.ru/jre/iul17/3/text.pdf) и резонансных СВЧ компрессоров (Диденко А.Н., Юшков Ю.Г. «Мощные СВЧ импульсы наносекундной длительности». Москва, Энергоатомиздат, 1984), в которых для временного сжатия импульса используется резонансная система компрессии с коэффициентом усиления 20 дб и степенью сжатия длительности импульса 1500. Длительность импульса на выходе СВЧ компрессора составляет 1 нсек. Недостатки способа и устройства связаны с низкой эффективностью СВЧ компрессора (6-7%) и малой длительностью импульса, не позволяющей складывать излучение с нескольких излучателей в пространстве из-за возможного разброса во времени запуска компрессора. Увеличение длительности импульса также не решает проблему сложения излучения, так как первичным источником СВЧ излучения является генератор (магнетрон).A known method and device for increasing pulsed microwave power by temporarily compressing the energy of microwave pulses using resonant systems: multipath klystrons (RV Egorov, IA Guzilov, O.Yu. Maslennikov. "Pulse 6 MW LHC multipath klystron". Journal of Radio Electronics [electronic journal], ISSN 1684-1719, 2017. No. 7: http://jre.cplire.ru/jre/iul17/3/text.pdf) and resonant microwave compressors (Didenko AN, Yushkov Yu G. “Powerful microwave pulses of nanosecond duration.” Moscow, Energoatomizdat, 1984), in which a resonant pulse with Stem compression with a gain of 20 dB and a compression ratio of the pulse duration 1500. The duration of the pulse at the output of the compressor of the microwave is 1 nsec. The disadvantages of the method and device are associated with the low efficiency of the microwave compressor (6-7%) and the short pulse duration, which does not allow folding the radiation from several emitters in space due to the possible spread in the compressor startup time. An increase in the pulse duration also does not solve the problem of radiation addition, since the primary source of microwave radiation is a generator (magnetron).
Целью создания настоящей полезной модели является разработка источника СВЧ излучения, обеспечивающего при облучении стационарных или мобильных объектов, использующих электронные схемы и компоненты управления и коммутации, нарушение их функционирования.The purpose of creating this utility model is to develop a microwave radiation source that, when irradiating stationary or mobile objects using electronic circuits and control and switching components, disrupts their functioning.
Технической задачей при создании полезной модели являлось создание источника СВЧ излучения, позволяющего обеспечить вывод в пространство СВЧ излучения в виде СВЧ импульсов заданной импульсной мощности_как при использовании одной антенны, так и при пространственно распределенном размещении его антенн, обеспечивая при этом синхронность вывода СВЧ излучения с возможностью сложения излучения в пространстве.The technical problem in creating the utility model was the creation of a microwave radiation source, which allows for the output of microwave radiation in the form of microwave pulses of a given pulse power into space, both when using one antenna and when spatially distributed placement of its antennas, while ensuring synchronization of the output of microwave radiation with the possibility of addition radiation in space.
Предполагаемым техническим результатом являлось создание компактного источника СВЧ излучений, формирующего микросекундные СВЧ импульсы с импульсной мощностью сотни и тысячи мегаватт, с микросекундной длительностью импульсов и ресурсом несколько тысяч часов, управляемых сигналом малой амплитуды на основе вакуумных СВЧ клистронов с невысокими рабочими напряжениями и резонансных СВЧ компрессоров.The alleged technical result was the creation of a compact microwave source that generates microsecond microwave pulses with a pulse power of hundreds and thousands of megawatts, with a microsecond pulse duration and a resource of several thousand hours, controlled by a small amplitude signal based on vacuum microwave klystrons with low operating voltages and resonant microwave compressors.
Эта задача была решена созданием полезной модели источника СВЧ излучения, содержащего усилитель СВЧ излучения, выполненный с возможностью его запитывания от модулятора и включающий клистрон, и средство вывода СВЧ излучения, отличающегося тем, что он содержит:This problem was solved by creating a useful model of a microwave radiation source containing a microwave radiation amplifier, configured to be powered by a modulator and including a klystron, and means for outputting microwave radiation, characterized in that it contains:
- источник исходного СВЧ сигнала;- source of the original microwave signal;
- усилитель СВЧ излучения, включающий:- microwave radiation amplifier, including:
- модулятор;- modulator;
- клистрон, соединенный с указанным источником исходного СВЧ сигнала малой мощности и приспособленный для запитывания усилителя СВЧ излучения от указанного модулятора;- a klystron connected to the specified source of the original microwave signal of low power and adapted to power the microwave amplifier from the specified modulator;
- резонансный компрессор СВЧ излучения, соединенный с указанным клистроном,a resonant microwave compressor connected to said klystron,
при этом:wherein:
- указанный модулятор выполнен с возможностью обеспечения заданной длительности импульса напряжения на выходе указанного резонансного компрессора СВЧ излучения;- the specified modulator is configured to provide a given duration of the voltage pulse at the output of the specified resonant compressor of microwave radiation;
- в качестве средства вывода СВЧ излучения содержит антенну, приспособленную для вывода излучения с выхода указанного резонансного компрессора СВЧ излучения.- as a means of outputting microwave radiation contains an antenna adapted to output radiation from the output of the specified resonant compressor of microwave radiation.
При этом согласно техническому решению полезной модели в указанном модуляторе заданная длительность импульса напряжения в 2÷8 раз больше заданной длительности СВЧ сигнала на выходе указанного резонансного компрессора СВЧ излучения.Moreover, according to the technical solution of the utility model in the specified modulator, the specified voltage pulse duration is 2-8 times longer than the specified microwave signal duration at the output of the specified microwave resonant compressor.
При этом согласно техническому решению полезной модели указанный модулятор может быть выполнен с возможностью формирования необходимого для работы клистрона импульсного напряжения в виде прямоугольных импульсов с длительностью Т, равной:Moreover, according to the technical solution of the utility model, the specified modulator can be configured to generate the pulse voltage necessary for the klystron to work in the form of rectangular pulses with a duration T equal to:
Т=Ку⋅T1,T = K y ⋅T 1 ,
где: T1 - заданная длительность сигнала на выходе резонансного компрессора;where: T 1 is the specified signal duration at the output of the resonant compressor;
Ку - коэффициент сжатия СВЧ импульса в резонансном СВЧ компрессоре, причем Ку≤8.To y - the compression ratio of the microwave pulse in the resonant microwave compressor, with K at ≤8.
При этом согласно техническому решению полезной модели источник СВЧ излучения в качестве указанных клистронов может содержать многолучевые клистроны.Moreover, according to the technical solution of the utility model, the microwave radiation source as these klystrons may contain multipath klystrons.
Для различных применений могут быть использованы различные модернизации источников СВЧ излучения, например, для обеспечения заданной импульсной мощности и увеличения плотности СВЧ мощности на различных расстояниях могут быть использованы источники СВЧ излучения, содержащие несколько усилителей, включающих несколько клистронов, модуляторов, резонансных компрессоров, антенн.For various applications, various upgrades of microwave sources can be used, for example, to provide a given pulsed power and increase the density of microwave power at different distances, microwave sources can be used, containing several amplifiers, including several klystrons, modulators, resonant compressors, antennas.
В дальнейшем техническое решение полезной модели источника СВЧ излучения поясняется примером его выполнения и прилагаемым чертежом Фиг. 1, на котором показана схема источника СВЧ излучения высокой мощности с одним усилителем СВЧ излучения и одной антенной.In the future, the technical solution of the utility model of the microwave radiation source is illustrated by an example of its implementation and the accompanying drawing of FIG. 1, which shows a diagram of a high power microwave radiation source with one microwave amplifier and one antenna.
При этом приведенный пример осуществления полезной модели не является исчерпывающим, не выходит за рамки формулы полезной модели и не ограничивает возможности реализации полезной модели.Moreover, the example of the implementation of the utility model is not exhaustive, does not go beyond the formula of the utility model and does not limit the possibility of implementing the utility model.
Как показано на Фиг. 1, источник СВЧ излучения содержит: один источник 1 исходного СВЧ сигнала; один усилитель 2 СВЧ излучения, включающий один клистрон 3, соединенный с источником 1 исходного СВЧ сигнала и приспособленный для запитывания усилителя 2 СВЧ излучения от одного модулятора 4; один резонансный компрессор 5 СВЧ излучения, соединенный с указанным клистроном 3, и одну антенну 6, приспособленную для вывода излучения с выхода указанного резонансного компрессора 5 СВЧ излучения.As shown in FIG. 1, the microwave radiation source comprises: one
При этом указанный модулятор 4 выполнен с возможностью обеспечения заданной длительности импульса напряжения, предпочтительно, в 2÷8 раз больше заданной длительности СВЧ сигнала на выходе указанного резонансного компрессора 5 СВЧ излучения.Moreover, said
Такое конструктивное выполнение источника СВЧ излучения обеспечивает возможность увеличения импульсной СВЧ мощности клистрона в 2÷8 раз с незначительным уменьшением на 20%-30% коэффициента полезного действия всего источника.Such a constructive implementation of the microwave source provides the possibility of increasing the pulsed microwave power of the klystron by 2-8 times with a slight decrease of 20% -30% of the efficiency of the entire source.
При этом модулятор 4 выполнен с возможностью формирования необходимого для работы клистронов 3 импульсного высокого напряжения в виде прямоугольных импульсов с длительностью Т, равной:In this case, the
T=Ky⋅T1,T = K y ⋅T 1 ,
где: T1 - заданная длительность сигнала на выходе с компрессора;where: T 1 - the specified duration of the signal at the output from the compressor;
Ку - коэффициент сжатия СВЧ импульса в СВЧ компрессоре, причем Ку≤8.To y - the compression ratio of the microwave pulse in the microwave compressor, with K at ≤8.
Выбор Ку в указанном диапазоне Ку≤8 позволяет обеспечить работу резонансного компрессора 5 СВЧ излучения с КПД не менее 70%.The choice of K y in the specified range of K y ≤8 allows for the operation of the
Коэффициент сжатия СВЧ сигнала Ку≤8 компрессором 5 определяет необходимость обеспечения высокого КПД преобразования. При Ку=8÷9 КПД может достигать 80%, в то время как при Ку≥10 он едва достигает 40%.The compression ratio of the microwave signal To y ≤8 by
При этом согласно техническому решению полезной модели источник СВЧ излучения в качестве указанного клистрона может содержать многолучевой клистрон, что обеспечивает возможность уменьшения рабочих напряжений, размеров и массы источника СВЧ излучения по сравнению с использованием однолучевых клистронов.Moreover, according to the technical solution of the utility model, the microwave source as the specified klystron may contain a multipath klystron, which makes it possible to reduce the operating voltage, size and mass of the microwave source compared to using single-beam klystrons.
Работа полезной модели источника СВЧ излучения может быть проиллюстрирована на примере работы описанного выше излучателя (Таблица 2), содержащего резонансный компрессор 5, соединенный с клистроном 3 марки BTS50-6/10, работающим от модулятора 4, формирующего импульс длительностью 9 мксек. При этом резонансный компрессор 5 обеспечивает Ку=4, его объем ~0,3 м3, масса - 100 кг (Табл. 2).The operation of a useful model of a microwave radiation source can be illustrated by the example of the operation of the emitter described above (Table 2), which contains a
Величина мощности сигнала с выхода компрессора 5 составила 24 МВт, и таким образом, коэффициент усиления по мощности составил 52 дб. При этом величина и фаза выходного сигнала может регулироваться использованием стандартных фазовращателей 7 и аттенюаторов 8.The value of the signal power from the output of
Расчеты показывают, что КПД использования СВЧ мощности, излучаемой клистроном 3, составляет 70÷75% с учетом КПД клистронов, показанных в Таблице 1, КПД системы клистрон-компрессор составит 45-48%.The calculations show that the efficiency of using the microwave power emitted by the
Выше в Таблице 2 (варианты 3 и 4) приведены параметры излучателей, содержащих модуляторы, клистроны и компрессоры с импульсной мощностью 500 Мвт и длительностью СВЧ импульса 2 мксек.Table 2 above (
Реализация источника СВЧ излучения согласно настоящей полезной модели_на основе клистрона 3 и компрессора 5 позволяет в несколько раз уменьшить его объем, массу и стоимость по сравнению с использованием в качестве излучателей только клистронов. При обеспечении микросекундных длительностей импульсов ресурс излучателя соответствует величинам, характерным для клистронов 3.The implementation of the microwave source according to this utility model_based on
Специалистам в области создания источников СВЧ излучения должно быть понятно, что техническое решение настоящей полезной модели может быть реализовано с использованием известного оборудования по известным технологиям, и быть эффективными при различных применениях, в том числе, для реализации функциональных нарушений в стационарных и мобильных, например летающих, объектах, использующих электронные схемы и компоненты в системах управления и коммутации.Specialists in the field of creating microwave sources must understand that the technical solution of this utility model can be implemented using well-known equipment using known technologies, and be effective in various applications, including for the implementation of functional disturbances in stationary and mobile, for example, flying objects using electronic circuits and components in control and switching systems.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018114983U RU186470U1 (en) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | High Power Microwave Source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018114983U RU186470U1 (en) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | High Power Microwave Source |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018134162U Division RU186490U1 (en) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | Microwave source |
| RU2018134161U Division RU191221U1 (en) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | Microwave radiation source |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU186470U1 true RU186470U1 (en) | 2019-01-22 |
Family
ID=65147389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018114983U RU186470U1 (en) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | High Power Microwave Source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU186470U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111192804A (en) * | 2020-02-14 | 2020-05-22 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | High-power microwave generation device and method |
| RU2768373C1 (en) * | 2021-07-30 | 2022-03-24 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Device for generation of directed narrow-band radiation of the decimeter band |
| RU2782362C1 (en) * | 2022-06-09 | 2022-10-26 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method for forming quasi-continuous narrow-band radiation of decimeter wave-length range |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6094009A (en) * | 1997-06-05 | 2000-07-25 | Hughes Electronics Corporation | High efficiency collector for traveling wave tubes with high perveance beams using focusing lens effects |
| RU2343584C1 (en) * | 2007-07-17 | 2009-01-10 | Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии | Self-sharpening point field-emission cathode for operation in technical vacuum |
| RU2507625C1 (en) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | Klystron |
-
2018
- 2018-04-23 RU RU2018114983U patent/RU186470U1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6094009A (en) * | 1997-06-05 | 2000-07-25 | Hughes Electronics Corporation | High efficiency collector for traveling wave tubes with high perveance beams using focusing lens effects |
| RU2343584C1 (en) * | 2007-07-17 | 2009-01-10 | Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии | Self-sharpening point field-emission cathode for operation in technical vacuum |
| RU2507625C1 (en) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | Klystron |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111192804A (en) * | 2020-02-14 | 2020-05-22 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | High-power microwave generation device and method |
| RU2768373C1 (en) * | 2021-07-30 | 2022-03-24 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Device for generation of directed narrow-band radiation of the decimeter band |
| RU2782362C1 (en) * | 2022-06-09 | 2022-10-26 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method for forming quasi-continuous narrow-band radiation of decimeter wave-length range |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mesyats et al. | The RADAN series of compact pulsed power generators and their applications | |
| RU186470U1 (en) | High Power Microwave Source | |
| Hamamah et al. | High power microwave devices: Development since 1880 | |
| Mahto et al. | Design and simulation study of the HPM oscillator—Reltron | |
| RU191221U1 (en) | Microwave radiation source | |
| RU186490U1 (en) | Microwave source | |
| Dormidontov et al. | Auto-oscillatory system based on dielectric resonator with whispering-gallery modes | |
| Nallasamy et al. | Advances and present trends in magnetically insulated line oscillator | |
| US5319322A (en) | Electron beam antenna microwave generation device | |
| US5956353A (en) | Free electron laser with masked chicane | |
| Elfrgani et al. | Millimeter wave overmoded relativistic backward wave oscillator | |
| Lawson et al. | Design of a 10-MW, 91.4-GHz frequency-doubling gyroklystron for advanced accelerator applications | |
| Cusick et al. | Wide band Ka-band coupled-cavity traveling wave tube (CCTWT) development | |
| Vézinet et al. | Development of a compact narrow-band high power microwave system | |
| Arnush et al. | Design of a high power CW free electron maser | |
| Kurkin et al. | Optimization of the double-gap vircator with electromagnetic feedback in CST particle studio | |
| Franzi et al. | Coaxial all cavity extraction in the recirculating planar magnetron | |
| Bacon et al. | A brief technology survey of high-power microwave sources | |
| Yuvaraj et al. | RF behavior of a 220/251.5 GHz, 2MW, triangular corrugated coaxial cavity gyrotron extended to the third operating frequency 283 GHz | |
| RU2608544C1 (en) | Amplifier of powerful microwave signals | |
| Bashmakov et al. | RF photogun and Cherenkov decelerating system for a high power radiation source in sub-mm region | |
| Gilgenbach et al. | Intense Electron Beam Cyclotron Masers With Microsecond Pulselengths | |
| Vavriv et al. | Advances in spatial-harmonic magnetrons with cold secondary-emission cathode | |
| Nallasamy | Design Optimization and Experimental Evaluation of S-Band MILO for Performance Improvement | |
| Yalandin et al. | Relativistic microwave oscillators with high power flux in a free space and interaction zone |