RU2037903C1 - Cavity for non-sine-shaped signal - Google Patents
Cavity for non-sine-shaped signalInfo
- Publication number
- RU2037903C1 RU2037903C1 SU4945620A RU2037903C1 RU 2037903 C1 RU2037903 C1 RU 2037903C1 SU 4945620 A SU4945620 A SU 4945620A RU 2037903 C1 RU2037903 C1 RU 2037903C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonator
- frequency
- plane
- ribs
- oscillation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к СВЧ-электронике, а конкретно к устройству резонаторов клистронов, и может быть использовано для создания усилительных и генераторных приборов этого типа. Предлагаемое техническое решение является усовершенствованием известного устройства [1]
Известный резонатор для несинусоидального периодического сигнала содержит корпус и размещенную внутри него втулку, укрепленную на стержне, размеры которого выбираются из следующих соотношений:
d 1-0,83arctg-2rl+l;
λпрот 2 λсинф, где С0 емкость двойного бессеточного зазора;
Z0 волновое сопротивление резонатора;
rl внешний радиус втулки;
l длина втулки;
d диаметр стержня;
λсинф. λпрот длина волны синфазного и противофазного видов колебаний соответственно, т.е. размеры двухзазорного резонатора выбираются по строго определенным соотношениям. Это позволяет возбуждать резонатор на противофазном виде колебаний, длина волны которого в два раза больше длины волны синфазного вида.The invention relates to microwave electronics, and specifically to a device for klystron resonators, and can be used to create amplification and generator devices of this type. The proposed solution is an improvement of the known device [1]
The known resonator for a non-sinusoidal periodic signal contains a housing and a sleeve located inside it, mounted on a rod, the dimensions of which are selected from the following ratios:
d 1-0.83arctg -2r l + l;
Z 0 the wave impedance of the resonator;
r l the outer radius of the sleeve;
l sleeve length;
d diameter of the rod;
λ synf . λ prot wavelength of in-phase and antiphase modes of vibration, respectively, i.e. The dimensions of the double-gap resonator are selected according to strictly defined relations. This allows you to excite the resonator in antiphase mode of oscillation, the wavelength of which is two times the wavelength of the in-phase type.
Недостатком такой конструкции является отсутствие элементов подстройки как основной, так и удвоенной частоты. Настройка резонатора получается только за счет строгого соблюдения заданной геометрии. При этом любые отклонения от размеров при изготовлении резонаторов не позволяют получить кратных частот и нет возможности скомпенсировать уход частот. Кроме того, изменение частот во время работы резонатора также не корректируется. The disadvantage of this design is the lack of tuning elements of both the main and doubled frequencies. The resonator tuning is obtained only due to strict adherence to the given geometry. Moreover, any deviations from the dimensions in the manufacture of resonators do not allow to obtain multiple frequencies and there is no way to compensate for the departure of frequencies. In addition, the change in frequency during operation of the resonator is also not adjusted.
Целью изобретения является упрощение настройки резонатора на кратные резонансные частоты. The aim of the invention is to simplify the tuning of the resonator to multiple resonant frequencies.
Цель достигается тем, что резонатор для несинусоидального периодического сигнала, содержащий размещенную внутри корпуса втулку, укрепленную на стержне, размеры которого выбираются из следующих соотношений:
d 1-0,83arctg-2rl+l;
λпрот 2 λсинф, где С0 емкость двойного бессеточного зазора;
Z0 волновое сопротивление резонатора;
rl внешний радиус втулки;
l длина втулки;
d диаметр стержня;
λпрот, λсинф длина волны противофазного и синфазного видов колебаний соответственно, снабжен двумя плоскими ребрами, установленными с возможностью перемещения параллельно крышкам, причем плоскость одного ребра расположена параллельно плоскости боковых крышек резонатора, а плоскость другого ребра перпендикулярно. Кроме того, для расширения диапазона перестройки основной частоты одно из ребер выполнено в виде части кольца.The goal is achieved in that the resonator for a non-sinusoidal periodic signal containing a sleeve located inside the housing, mounted on a rod, the dimensions of which are selected from the following relationships:
d 1-0.83arctg -2r l + l;
Z 0 the wave impedance of the resonator;
r l the outer radius of the sleeve;
l sleeve length;
d diameter of the rod;
λ prot , λ synph the wavelength of the out-of-phase and in-phase modes of vibration, respectively, is equipped with two flat ribs mounted with the possibility of moving parallel to the covers, the plane of one rib located parallel to the plane of the side covers of the resonator, and the plane of the other rib perpendicular. In addition, to expand the tuning range of the fundamental frequency, one of the ribs is made as part of a ring.
Резонатор отличается тем, что в него введены два плоских ребра с возможностью перемещения параллельно крышкам, причем плоскость одного ребра расположена параллельно плоскости боковых крышек резонатора, а плоскость другого ребра перпендикулярно. Для расширения диапазона перестройки основной частоты одно из ребер выполнено в виде части кольца. Таким образом, заявляемый двухзазорный резонатор соответствует критерию "новизна". The resonator is characterized in that two flat ribs are introduced into it with the possibility of moving parallel to the covers, the plane of one rib being parallel to the plane of the side caps of the resonator, and the plane of the other rib perpendicular. To expand the tuning range of the fundamental frequency, one of the ribs is made as part of a ring. Thus, the inventive dual-gap resonator meets the criterion of "novelty."
Сравнение заявляемого технического решения с известными позволило установить, что совокупность отличительных признаков обеспечивает двухзазорному резонатору соответствие критерию "существенные отличия". Comparison of the claimed technical solution with the known allowed to establish that the combination of distinctive features provides a dual-gap resonator with the criterion of "significant differences".
На фиг.1 представлен вариант выполнения резонатора с подстроечными элементами; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 график изменения основной частоты и удвоенной частоты в зависимости от перемещения ребра элемента подстройки, расположенного перпендикулярно крышкам резонатора; на фиг.4 приведен график изменения основной частоты и удвоенной частоты в зависимости от перемещения элемента подстройки, плоскость которого расположена параллельно крышкам резонатора. Figure 1 presents an embodiment of a resonator with tuning elements; figure 2 section aa in figure 1; figure 3 is a graph of the change in the fundamental frequency and the doubled frequency depending on the movement of the ribs of the tuning element located perpendicular to the resonator covers; figure 4 shows a graph of the change in the fundamental frequency and doubled frequency depending on the movement of the tuning element, the plane of which is parallel to the resonator covers.
Резонатор представляет собой объем, образованный корпусом 1 и боковыми крышками 2 с отверстиями 3 для пролета электронов и размещенную внутри корпуса 1 на стержне 4 втулку 5. В корпус 1 введены элементы подстройки, выполненные в виде плоских ребер 6, 7, расположенных параллельно и перпендикулярно крышкам резонатора 2. The resonator is the volume formed by the housing 1 and the side covers 2 with
При прохождении через отверстия 3 корпуса 1 резонатора потока электронов в резонаторе возбуждается противофазный вид колебаний (основной) частоты, которая определяется распределенными емкостью в высокочастотных зазорах, расположенных между втулкой 5 и крышками 2, и индуктивностью стержня 4. Кроме противофазного вида колебаний в резонаторе существует синфазный вид колебаний, частота которого определяется в первом приближении внутренним диаметром цилиндра. Диаметр цилиндра выбирают так, чтобы частота синфазного вида колебаний была близка к второй гармонике. При этом основная частота (противофазный вид колебаний) подбирается за счет изменения диаметра стержня 4 или площади поверхности втулки 5. Для независимой настройки резонатора на частоту основного вида колебаний и колебаний удвоенной частоты введены в корпус резонатора элементы подстройки, выполненные в виде двух плоских тонких ребер 6, 7 расположенных соответственно параллельно и перпендикулярно крышкам резонатора 2. Такая конструкция элементов подстройки позволяет при незначительном изменении электродинамических параметров резонатора Q, ρ плавно в достаточно широком диапазоне независимо перестраивать частоту основного вида колебаний и колебаний удвоенной частоты. Независимость действия элементов подстройки объясняется тем, что, как известно, проводящие тонкие плоскости, расположенные по отношению к электромагнитному полю волны так, что электрические силовые линии проходят нормально к их поверхности, а магнитные силовые линии по касательной, не возмущают поля данной волны. Следовательно, если расположить плоский элемент подстройки так, чтобы он по отдельности возмущал поля основного вида колебаний, перестраивая тем самым его частоту, при этом практически не влияя на поле колебаний удвоенной частоты, то получим избирательную подстройку основной частоты. When an electron stream passes through the
Аналогично можно поступить с полями колебаний на частоте второй гармоники. Структуры полей синфазного и противофазного видов колебаний хорошо известны, что позволяет расположить элементы подстройки в объеме так, чтобы они действовали максимально независимо. The same can be done with the oscillation fields at the second harmonic frequency. The field structures of the in-phase and antiphase modes of oscillation are well known, which makes it possible to arrange the tuning elements in the volume so that they act as independently as possible.
Для экспериментальной проверки действия элементов подстройки был выбран двухзазорный цилиндрический резонатор объемом 53 х 26 мм с центральной втулкой ⌀ 10 х ⌀ 7 х 10 мм, укрепленной на стержне диаметром 5 мм. Крышки резонатора имели пролетные трубы ⌀ 18 х 6,5 х 5 мм. Экспериментально снимались зависимости изменения резонансных частот синфазного и противофазного вида колебаний в зависимости от глубины погружения в объем элементов подстройки. На фиг.3 видно, что ребро, расположенное перпендикулярно крышкам резонатора, очень хорошо смещает частоту противофазного вида колебаний (более чем на 300 МГц), практически не влияя на частоту синфазного вида колебаний. На фиг.4 показано изменение, связанное с перемещением в объеме плоского ребра, расположенного параллельно крышкам резонатора. Хорошо видно, что при изменении частоты противофазного вида колебаний более чем на 250 МГц частота синфазного вида колебаний практически неизменна. При этом в резонаторе характеристическое сопротивление для противофазного вида колебаний составило 250-300 Ом, для синфазного вида колебаний 150-170 Ом. При перемещении подстроечных элементов на глубины до 15 мм значения ρ менялись не более, чем на 5% Для более эффективной работы подстроечного элемента противофазного вида колебаний его форма выбрана так, чтобы максимально эффективно использовать емкость ребра элемента подстройки на центральную втулку резонатора. Применение подстроечных элементов, выполненных в виде плоских ребер, расположенных параллельно и перпендикулярно крышкам резонатора, позволяет эффективно и независимо перестраивать частоту основного вида колебаний и колебаний удвоенной частоты в широком диапазоне, что, в свою очередь, расширяет функциональные возможности приборов на основе таких резонаторов без существенного усложнения. For experimental verification of the action of the tuning elements, a double-gap cylindrical resonator with a volume of 53 x 26 mm and a central sleeve ⌀ 10 x ⌀ 7 x 10 mm mounted on a rod with a diameter of 5 mm was chosen. The resonator caps had span tubes ⌀ 18 x 6.5 x 5 mm. The dependences of the change in the resonance frequencies of the in-phase and antiphase modes of oscillation depending on the depth of immersion in the volume of tuning elements were experimentally measured. Figure 3 shows that the edge, perpendicular to the caps of the resonator, very well shifts the frequency of the out-of-phase vibration mode (by more than 300 MHz), practically without affecting the frequency of the in-phase vibration mode. Figure 4 shows the change associated with the displacement in the volume of a flat rib located parallel to the resonator caps. It is clearly seen that when the frequency of the antiphase mode of vibration changes by more than 250 MHz, the frequency of the in-phase mode of vibration is almost unchanged. In this case, in the resonator, the characteristic resistance for the antiphase mode of oscillation was 250-300 Ohm, for the in-phase mode of oscillation was 150-170 Ohm. When moving the tuning elements to depths of up to 15 mm, the ρ values changed by no more than 5%. For more effective operation of the tuning element of the out-of-phase vibration mode, its shape was chosen so as to maximize the use of the capacitance of the tuning element rib on the central resonator sleeve. The use of trimming elements made in the form of flat ribs located parallel and perpendicular to the resonator caps makes it possible to efficiently and independently tune the frequency of the main type of vibrations and double frequency vibrations in a wide range, which, in turn, extends the functionality of devices based on such resonators without significant complications.
Claims (3)
tм< t< 0,05 λ,
где λ длина волны соответствующего вида колебаний, перестраиваемого другим ребром, м;
tм минимальная толщина, определяемая устойчивостью ребра к механическим и тепловым нагрузкам, м.3. The resonator according to claims 1 and 2, characterized in that the thickness t of the ribs is determined from the condition
t m <t <0.05 λ,
where λ is the wavelength of the corresponding type of oscillation, tunable by another edge, m;
t m minimum thickness determined by the stability of the ribs to mechanical and thermal loads, m
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4945620 RU2037903C1 (en) | 1991-06-16 | 1991-06-16 | Cavity for non-sine-shaped signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4945620 RU2037903C1 (en) | 1991-06-16 | 1991-06-16 | Cavity for non-sine-shaped signal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2037903C1 true RU2037903C1 (en) | 1995-06-19 |
Family
ID=21579352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4945620 RU2037903C1 (en) | 1991-06-16 | 1991-06-16 | Cavity for non-sine-shaped signal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2037903C1 (en) |
-
1991
- 1991-06-16 RU SU4945620 patent/RU2037903C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 930428, кл. H 01J 23/18, 1981. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6107900A (en) | Dielectric resonator having a through hole mounting structure | |
US4642591A (en) | TM-mode dielectric resonance apparatus | |
CA1208319A (en) | Dual mode cavity stabilized oscillator | |
KR960703493A (en) | TUNABLE RESONATOR FOR MICROWAVE OSCILLATORS AND FILTERS | |
EP1777773A1 (en) | Electronically tunable dielectric resonator circuits | |
EP0764996B1 (en) | Dielectric resonator capable of varying resonant frequency | |
KR20010074794A (en) | Coaxial cavity resonator | |
KR20010030828A (en) | Multi surface coupled coaxial resonator | |
US4588965A (en) | Coaxial magnetron using the TE111 mode | |
US6859118B2 (en) | System and method for an ultra low noise micro-wave coaxial resonator oscillator using ⅝ths wavelength resonator | |
US4673894A (en) | Oscillator coupled through cylindrical cavity for generating low noise microwaves | |
US3334267A (en) | Ferrite tuned cavity stabilized magnetron | |
RU2037903C1 (en) | Cavity for non-sine-shaped signal | |
US3008102A (en) | Cavity resonator methods and apparatus | |
JP5796069B2 (en) | Variable method of oscillation frequency of high frequency oscillator | |
SU930428A1 (en) | Resonator for non-sinusoidal periodic signal | |
JP5409305B2 (en) | Cavity resonator, high frequency filter and high frequency oscillator | |
US2474485A (en) | Magnetron oscillator | |
RU2005321C1 (en) | Cavity resonator | |
SU710083A1 (en) | Microwave device electrodynamic system | |
JP3431742B2 (en) | Magnetron output circuit | |
JPS61284032A (en) | Cavity-coupled type traveling wave tube | |
JPH0342723Y2 (en) | ||
KR880003255Y1 (en) | Microwave genretor using dielectric material resonator | |
JP2003243930A (en) | Oscillator |