RU2235384C1 - Sectionalized traveling-wave tube and its design alternates - Google Patents

Sectionalized traveling-wave tube and its design alternates Download PDF

Info

Publication number
RU2235384C1
RU2235384C1 RU2003117694/09A RU2003117694A RU2235384C1 RU 2235384 C1 RU2235384 C1 RU 2235384C1 RU 2003117694/09 A RU2003117694/09 A RU 2003117694/09A RU 2003117694 A RU2003117694 A RU 2003117694A RU 2235384 C1 RU2235384 C1 RU 2235384C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diaphragm
absorber
ferromagnetic
chain
resonators
Prior art date
Application number
RU2003117694/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003117694A (en
Inventor
В.В. Копылов (RU)
В.В. Копылов
В.Ф. Письменко (RU)
В.Ф. Письменко
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения" filed Critical Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения"
Priority to RU2003117694/09A priority Critical patent/RU2235384C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2235384C1 publication Critical patent/RU2235384C1/en
Publication of RU2003117694A publication Critical patent/RU2003117694A/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

FIELD: microwave engineering; traveling-wave tubes and their hybrids.
SUBSTANCE: proposed traveling-wave tube of first design alternate has sections of chain of intercoupled ferromagnetic-disk resonators and nonmagnetic diaphragms in-between with azimuthal coupling slits turned in disks relative to diaphragm slits through
Figure 00000014
radians; axes of disks and diaphragms carry drift tubes; section-separating disks are made of ferromagnetic material; annular absorber of inner diameter dai ranging within 2rsi
Figure 00000015
dai
Figure 00000016
dti, where rsi is inner radius of coupling slit; dti is inner diameter of drift tube, is soldered over outer diameter into longitudinal part of diaphragm; transversal part of diaphragm on absorber end is flat; gap hg between transversal part of diaphragm and absorber is chosen relative to resonator diameter dr within 0.05
Figure 00000017
hg/dr
Figure 00000018
0.01 and its thickness ha relative to resonator height hr, within 0.7
Figure 00000019
ha/hr
Figure 00000020
0.3; ferromagnetic disk of section of interconnected-resonators chain is mounted on drift tube projection at absorber-incorporating diaphragm end of annular nonmagnetic conducting member having inner diameter equal to outer diameter of drift tube; angle
Figure 00000021
between centers of slits in absorber-incorporating diaphragm and in ferromagnetic disk of section of interconnected-resonators chain abutting against diaphragm is chosen within
Figure 00000022
, where
Figure 00000023
is aperture angle of coupling slit in section of interconnected-resonators chain. Other design alternate of traveling-wave tube is characterized in that one more or two conducting members are installed on surface of ferromagnetic disk abutting against absorber-incorporating diaphragm.
EFFECT: ability of dissipation in high-power absorber and matching of the latter with slow-wave structure of low reflectivity.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области электронной техники, а именно к конструкции электровакуумных приборов типа -О и может быть использовано в мощных лампах бегущей волны (ЛБВ) и в гибридных приборах.The invention relates to the field of electronic technology, namely to the design of electric vacuum devices of the type -O and can be used in high-power traveling wave tubes (TWT) and in hybrid devices.

Известны секционированные ЛБВ с замедляющими системами (ЭС) типа цепочки связанных резонаторов [1-3].Known sectioned TWTs with retarding systems (ES) such as a chain of coupled resonators [1-3].

В [1] описана ЛБВ, в которой межсекционные нагрузки представляют собой отрезки волновода с помещенным в них клиновидным поглотителем. Эти нагрузки установлены перпендикулярно оси лампы и поэтому увеличивают ее поперечные размеры, а при использовании совмещенной магнитной периодической фокусирующей системы вызывают трудности в удержании электронного пучка, т.к. нарушают однородность в распределении магнитного поля.In [1], a TWT is described in which intersectional loads are segments of a waveguide with a wedge-shaped absorber placed in them. These loads are installed perpendicular to the axis of the lamp and therefore increase its transverse dimensions, and when using a combined magnetic periodic focusing system, it is difficult to hold the electron beam, because violate uniformity in the distribution of the magnetic field.

В [2] между секциями прибора расположена проводящая прокладка, по длине равная одному резонатору ЭС, в которой друг над другом выполнены изолированные полукруглые резонаторы со вставленными в них поглотителями в форме пуговки. Сложность формы резонаторов и поглотителей затрудняет изготовление прибора, малые размеры поглотителей не позволяют обеспечить большое ослабление и высокий уровень рассеиваемой мощности, а отсутствие средств вне поглощающих резонаторов для согласования их с ЗС не дает возможности получить низкий уровень коэффициента отражения.In [2], between the sections of the device there is a conductive gasket, equal in length to one ES resonator, in which isolated semicircular resonators with absorbers in the form of a button are inserted into them one above the other. The complexity of the shape of the resonators and absorbers makes it difficult to manufacture the device, the small sizes of the absorbers do not allow for a large attenuation and a high level of dissipated power, and the absence of means outside the absorbing resonators for matching them with the ES does not make it possible to obtain a low level of reflection coefficient.

Наиболее близкой к заявляемой конструкции является секционированная ЛБВ, предложенная в патенте [3].Closest to the claimed design is a partitioned TWT, proposed in the patent [3].

В этом приборе между секциями ЗС типа цепочки связанных резонаторов установлены сплошные проводящие диски, к которым с обеих сторон примыкают резонаторы ЗС со вставленными в них поглощающими кольцами. Кольца примыкают к межсекционным дискам, за счет чего в основном от них и осуществляется теплоотвод. Этот теплоотвод невелик, т.к. материал поглотителя, алюмооксидная пористая керамика, пропитанная углеродом, имеет малую теплопроводность.In this device, continuous conductive disks are installed between sections of ZS type of a chain of coupled resonators, to which ZS resonators adjoin on both sides with absorbing rings inserted into them. The rings are adjacent to the intersection disks, due to which, basically, heat is removed from them. This heat sink is small because the absorber material, alumina porous ceramic impregnated with carbon, has low thermal conductivity.

В конструкции [3] поглощающие кольца удалены от щелей связи, около которых находятся интенсивные электрические поля, что приводит к малому затуханию и, кроме того, в ней, как и в [2], отсутствуют средства согласования поглощающих резонаторов с секциями ЗС после их сборки.In the design [3], the absorbing rings are removed from the coupling slots, near which intense electric fields are located, which leads to low attenuation and, in addition, there are no means for matching the absorbing resonators with the sections of the CS after their assembly, as in [2] .

Таким образом задачей изобретения является повышение уровня средней мощности секционированной ЛБВ, увеличение поглощения нагрузок на концах ее секций, улучшение их согласования с секциями.Thus, the object of the invention is to increase the average power level of a partitioned TWT, increase the absorption of loads at the ends of its sections, and improve their coordination with the sections.

Указанная задача в первом варианте решается тем, что секции цепочек связанных резонаторов выполнены из ферромагнитных дисков и установленных между ними немагнитных диафрагм с азимутальными щелями связи. Щели в диафрагмах повернуты относительно щелей в дисках на угол π радиан, а на оси дисков и диафрагм выполнены трубки дрейфа, разделяющие секции проводящие диски выполнены из ферромагнитного металла, кольцеобразный поглотитель выполнен с внутренним диаметром dпв, заключенным в пределах 2rщв≥ dпв≥ dтв, где rщв - внутренний радиус щели связи, dтв - внутренний диаметр трубки дрейфа, и по наружному диаметру впаян в продольную часть диафрагмы, причем со стороны поглотителя поперечная часть диафрагмы выполнена плоской, зазор между плоской поверхностью поперечной части диафрагмы и кольцеобразным поглотителем hз относительно диаметра резонатора dр установлен в интервале от 0,01 до 0,05, а его толщина hп относительно высоты резонатора hр в пределах от 0,3 до 0,7; на трубке дрейфа ферромагнитного диска цепочки связанных резонаторов, со стороны диафрагмы с поглотителем, установлен кольцеобразный немагнитный проводящий элемент с внутренним диаметром, равным наружному диаметру трубки дрейфа, причем угол β между серединами щелей в диафрагме с поглотителем и в примыкающем к ней ферромагнитном диске цепочки связанных резонаторов выполнен в пределах 2π - α ≥ β ≥ α , где α - угол раствора щели связи в секции цепочки связанных резонаторов.This problem in the first embodiment is solved by the fact that sections of the chains of coupled resonators are made of ferromagnetic disks and non-magnetic diaphragms installed between them with azimuthal coupling slots. The slots in the diaphragms are rotated relative to the slots in the disks by an angle π radians, and drift tubes are made on the axis of the disks and diaphragms, the conducting sections are made of ferromagnetic metal, the annular absorber is made with an inner diameter of d pv , enclosed within 2 r of pv ≥ d pv ≥ d tv , where r tv is the inner radius of the coupling gap, d tv is the inner diameter of the drift tube, and soldered into the longitudinal part of the diaphragm along the outer diameter, and the transverse part of the diaphragm is made flat on the side of the absorber, the gap between the surface of the transverse part of the diaphragm and the annular absorber h z relative to the diameter of the resonator d p is set in the range from 0.01 to 0.05, and its thickness h p relative to the height of the resonator h p is in the range from 0.3 to 0.7; a ring-shaped non-magnetic conductive element with an inner diameter equal to the outer diameter of the drift tube is installed on the drift tube of the ferromagnetic disk of the chain of coupled resonators, on the side of the diaphragm with an absorber, and the angle β between the middle of the slots in the diaphragm with the absorber and in the adjacent ferromagnetic disk of the chain of coupled resonators performed within 2π - α ≥ β ≥ α, where α is the angle of the bond gap in the section of the chain of coupled resonators.

Во втором варианте решение поставленной задачи требует дополнительной установки на поверхности ферромагнитного диска цепочки связанных резонаторов со стороны диафрагмы с поглотителя одного-двух немагнитных проводящих элементов.In the second embodiment, the solution of this problem requires additional installation on the surface of the ferromagnetic disk of a chain of coupled resonators from the side of the diaphragm from the absorber of one or two non-magnetic conductive elements.

Использование двух вариантов конструкции для решения поставленной задачи связано с тем, что в процессе производства приборов возникают погрешности изготовления деталей, сборки и пайки секций цепочек связанных резонаторов. Компенсация этих погрешностей и требует применения двух вариантов предложенной конструкции.The use of two design options to solve this problem is due to the fact that in the process of manufacturing devices there are errors in the manufacture of parts, assembly and soldering sections of chains of coupled resonators. Compensation of these errors and requires the use of two variants of the proposed design.

На фиг.1 показан предложенный прибор частично в продольном сечении.Figure 1 shows the proposed device partially in longitudinal section.

На фиг.2 изображен в увеличенном масштабе фрагмент F продольного сечения прибора.Figure 2 shows on an enlarged scale a fragment F of the longitudinal section of the device.

На фиг.3 показан вид слева фрагмента F прибора.Figure 3 shows the left side view of the fragment F of the device.

На фиг.1-3: 1 - электронная пушка, 2 - ввод, 3 - вывод энергии, 4 - патрубок ввода, 5 - патрубок вывода охлаждающей жидкости, 6 - постоянный магнит, 7 - ферромагнитные диски секций цепочки связанных резонаторов, 8 - немагнитные диафрагмы секций цепочек связанных резонаторов, 9 - ферромагнитные диски, разделяющие секции прибора, 10 - немагнитные кольца, ограничивающие каналы охлаждения, 11 - трубки дрейфа, 12 - азимутальные щели связи, 13 - кольцеобразный поглотитель, 14 - немагнитная диафрагма с плоской поверхностью со стороны кольцеобразного поглотителя, 15 - немагнитный бандаж (например, молибденовый), 16 - кольцеобразный немагнитный проводящий элемент, установленный на трубке дрейфа, 17 - немагнитный проводящий элемент, установленный на поверхности ферромагнитного диска секции цепочки связанных резонаторов, 18 - каналы для протекания охлаждающей жидкости, 19 - электронный пучок, 20 - коллектор электронов.Figure 1-3: 1 - electron gun, 2 - input, 3 - energy output, 4 - input pipe, 5 - pipe output coolant, 6 - permanent magnet, 7 - ferromagnetic disks of sections of a chain of coupled resonators, 8 - non-magnetic diaphragms of sections of chains of coupled resonators, 9 — ferromagnetic disks separating sections of the device, 10 — non-magnetic rings restricting cooling channels, 11 — drift tubes, 12 — azimuthal coupling slots, 13 — annular absorber, 14 — non-magnetic diaphragm with a flat surface on the side of the annular absorber, 15 - mute magnetic bandage (for example, molybdenum), 16 - ring-shaped non-magnetic conductive element mounted on the drift tube, 17 - non-magnetic conductive element mounted on the surface of the ferromagnetic disk section of the chain of coupled resonators, 18 - channels for the flow of coolant, 19 - electron beam, 20 - electron collector.

Заявленная лампа бегущей волны содержит электронную пушку 1, создающую электронный поток 19, коллектор электронов 20, ввод 2 и вывод 3 энергии, секции цепочек связанных резонаторов, образованные ферромагнитными дисками 7 и немагнитными диафрагмами 8 с азимутальными щелями связи 12 и трубками дрейфа 11, постоянные магниты 6, установленные между ферромагнитными дисками 7, ферромагнитные диски 9 с трубками дрейфа 11, разделяющие секции цепочек связанных резонаторов, немагнитные диафрагмы 14 с впаянными в их продольные части кольцеобразными поглотителями 13, немагнитный (например, молибденовый) бандаж 15, установленный на диафрагме 14 напротив кольцеобразного поглотителя 13, кольцеобразный немагнитный проводящий элемент 16 с внутренним диаметром, равным наружному диаметру трубки дрейфа 11, установленный на трубке дрейфа ферромагнитного диска 7 со стороны диафрагмы 14, один-два немагнитный проводящий элемент 17, установленный на поверхности ферромагнитного диска 7, обращенной к диафрагме 14, патрубок 4 для ввода охлаждающей жидкости, каналы 18 для ее протекания, ограничивающие каналы 18 немагнитные кольца 10 и патрубок 5 для вывода охлаждающей жидкости.The claimed traveling wave lamp contains an electron gun 1, which generates an electron stream 19, an electron collector 20, input 2 and output 3 of energy, sections of chains of coupled resonators formed by ferromagnetic disks 7 and non-magnetic diaphragms 8 with azimuthal coupling slots 12 and drift tubes 11, permanent magnets 6, mounted between ferromagnetic disks 7, ferromagnetic disks 9 with drift tubes 11 separating sections of chains of coupled resonators, non-magnetic diaphragms 14 with ring-shaped soldered into their longitudinal parts will absorb by firs 13, a non-magnetic (for example, molybdenum) bandage 15 mounted on the diaphragm 14 opposite the annular absorber 13, an annular non-magnetic conductive element 16 with an inner diameter equal to the outer diameter of the drift tube 11 mounted on the drift tube of the ferromagnetic disk 7 from the diaphragm 14, one - two non-magnetic conductive element 17 mounted on the surface of the ferromagnetic disk 7 facing the diaphragm 14, a pipe 4 for introducing coolant, channels 18 for its flow, limiting channels 18 non-magnetic tnye ring 10 and pipe 5 to output the coolant.

Предложенное устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Электронная пушка 1 создает пучок 19, который движется вдоль оси прибора, удерживаемый периодическим магнитным полем, созданным постоянными магнитами 6 между трубками дрейфа ферромагнитных дисков. На вход 2 прибора подается электромагнитная волна, которая замедляется в секциях цепочек связанных резонаторов, образованных ферромагнитными дисками 7 и немагнитными диафрагмами 8 со щелями связи 12 и трубками дрейфа 11, до скорости меньшей скорости электронного пучка. При торможении пучка в поле волны ее мощность усиливается.The electron gun 1 creates a beam 19, which moves along the axis of the device, held by a periodic magnetic field created by permanent magnets 6 between the drift tubes of the ferromagnetic disks. An electromagnetic wave is applied to the input 2 of the device, which slows down in sections of chains of coupled resonators formed by ferromagnetic disks 7 and non-magnetic diaphragms 8 with communication slots 12 and drift tubes 11, to a speed lower than the speed of the electron beam. When a beam decelerates in a wave field, its power is amplified.

Электромагнитная волна, усиленная в секции прибора, попадает в резонатор, в котором установлен кольцеобразный поглотитель 13. Отразившись от диска 9, разделяющего секции, прибора она возвращается ослабленной в секцию цепочки связанных резонаторов. Это ослабление тем больше, чем сильнее электрическое поле, в котором находится поглощающая керамика. Выполнение поперечной части диафрагмы 14, обращенной к кольцеобразному поглотителю, плоской и приближение к ней поглотителя увеличивает электрическое поле, в котором находится поглотитель, что позволяет в 1,3-1,4 раза увеличить ослабление. Коэффициент отражения электромагнитной волны в секции цепочки связанных резонаторов, соответствующий ослаблению, вносимому поглотителем, достигается с помощью установки на трубке дрейфа ферромагнитного диска в одном из вариантов конструкции только кольцеобразного немагнитного проводящего элемента 16, а в другом дополнительно еще одного-двух немагнитных проводящих элементов 17 на его поверхности.An electromagnetic wave amplified in the section of the device enters the resonator in which the annular absorber 13 is mounted. Reflecting from the disk 9 separating the sections, it returns weakened to the section of the chain of coupled resonators. This attenuation is the greater, the stronger the electric field in which the absorbing ceramic is located. Making the transverse part of the diaphragm 14, facing the annular absorber, flat and approaching the absorber to it increases the electric field in which the absorber is located, which allows 1.3-1.4 times increase attenuation. The reflection coefficient of the electromagnetic wave in the section of the chain of coupled resonators, corresponding to the attenuation introduced by the absorber, is achieved by installing only a ring-shaped non-magnetic conductive element 16 on the drift tube in one design variant, and in another one or two non-magnetic conductive elements 17 on its surface.

Таким образом, как усиленная, так и отраженная мощность в первой и промежуточных секциях прибора практически полностью рассеивается в поглотителях 13 на их смежных концах. От секции к секции передается модуляция электронного пучка 19 и в последнюю секцию прибора поступает хорошо промодулированный пучок. Электромагнитная волна, возбужденная в выходной секции электронными сгустками, усиливается вдоль ее длины и проходит через вывод энергии 3 во внешний волноводный тракт (не показан). Отработанный электронный пучок 19 рассеивается в коллекторе 20. Тепло, выделяемое в кольцеобразных поглотителях 13, спай которых с поперечной частью диафрагмы 14 предохраняется от растрескивания молибденовым бандажом 15, и тепло, выделяемое в других деталях прибора из-за токооседания и поглощения энергии электромагнитной волны, отводится охлаждающей жидкостью (не показана), поступающей в патрубок 4, проходящей через каналы 18, ограниченные снаружи немагнитными кольцами 10, и выходящей через патрубок 5.Thus, both the amplified and the reflected power in the first and intermediate sections of the device are almost completely dissipated in the absorbers 13 at their adjacent ends. Modulation of the electron beam 19 is transmitted from section to section, and a well modulated beam enters the last section of the device. An electromagnetic wave excited in the output section by electron bunches is amplified along its length and passes through the output of energy 3 into an external waveguide path (not shown). The spent electron beam 19 is dissipated in the collector 20. The heat generated in the annular absorbers 13, the junction of which with the transverse part of the diaphragm 14 is protected from cracking by a molybdenum bandage 15, and the heat released in other parts of the device due to current collection and absorption of electromagnetic wave energy is removed coolant (not shown) entering the pipe 4, passing through channels 18, bounded externally by non-magnetic rings 10, and exiting through the pipe 5.

Согласующие элементы (немагнитные проводящие кольца и диски) устанавливаются на ферромагнитном диске, т.к. материал диска (железо) и материал согласующих элементов (немагнитная нержавеющая сталь) хорошо соединяются контактной и лазерной сваркой.Matching elements (non-magnetic conductive rings and disks) are installed on the ferromagnetic disk, because the disk material (iron) and the material of the matching elements (non-magnetic stainless steel) are well connected by contact and laser welding.

Интервалы изменения аксиальных hк, hэ, hп, hз, радиальных dк, dэ, dпв и азимутального β размеров (см. фиг.3 и 4) были получены на основе обработки большого количества экспериментальных данных. Эти интервалы имеют следующие границы:

Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
The intervals of axial h k , h e , h p , h z , radial d k , d e , d pv and azimuthal β sizes (see FIGS. 3 and 4) were obtained on the basis of processing a large amount of experimental data. These intervals have the following boundaries:
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009

2π - α ≥ β ≥ α .2π - α ≥ β ≥ α.

Довольно широкие интервалы изменения размеров согласующих элементов и угла между серединами щелей связи в ферромагнитном диске и примыкающей к нему диафрагме с поглотителем показывают, что даже при отклонении размеров секций приборов от номинальных, вызванных неточностями изготовления деталей, сборки и пайки секций, предложенное устройство позволяет достичь коэффициента отражения от поглощающего резонатора, близкого к идеальному (0,001).The rather wide intervals of changing the sizes of matching elements and the angle between the middle of the communication slots in the ferromagnetic disk and the adjacent diaphragm with an absorber show that even with deviation of the dimensions of the sections of the devices from the nominal ones caused by inaccuracies in the manufacture of parts, assembly and soldering of sections, the proposed device allows to achieve the coefficient reflection from an absorbing cavity close to ideal (0.001).

Примером конкретного выполнения предложенного устройства может служить ЛБВ, разработанная для бортовой радиолокационной системы. Кольцеобразный поглотитель изготовлен из керамики, содержащий 70% окиси бериллия и 30% окиси титана, которая обладает высокой теплопроводностью и большим поглощением.An example of a specific implementation of the proposed device can serve TWT, developed for an airborne radar system. The annular absorber is made of ceramic, containing 70% beryllium oxide and 30% titanium oxide, which has high thermal conductivity and high absorption.

Поглотитель впаян в продольную часть медной диафрагмы, толщина которой составляла 0,5 мм на расстоянии 0,5 мм от ее поперечной части. Наружный диаметр поглотителя равен 15 мм, внутренний 6 мм, а толщина 1,9 мм. На диафрагме напротив поглотителя установлен молибденовый бандаж.The absorber is soldered into the longitudinal part of the copper diaphragm, the thickness of which was 0.5 mm at a distance of 0.5 mm from its transverse part. The outer diameter of the absorber is 15 mm, the inner is 6 mm, and the thickness is 1.9 mm. A molybdenum bandage is installed on the diaphragm opposite the absorber.

Выполнение поперечной части диафрагмы, обращенной к поглотителю, плоской и приближение его к ней позволили увеличить затухание нагрузки в 1,35 раза.Making the transverse part of the diaphragm facing the absorber flat and moving it closer to it made it possible to increase the attenuation of the load by 1.35 times.

Коэффициент отражения от резонатора с поглотителя, близкий к нулю, был получен за счет установки на трубке дрейфа ферромагнитного диска, примыкающего к диафрагме с поглотителем, немагнитного кольца с наружным диаметром 7 мм, высотой 1 мм и установки на радиусе 6 мм немагнитного диска диаметром 3 мм и высотой 2 мм. Угол между серединой щели в ферромагнитном диске и осью немагнитного диска равнялся 80° , а угол между серединой щели в диафрагме с поглотителем и серединой щели в ферромагнитном диске равнялся 109° .The coefficient of reflection from the resonator from the absorber, close to zero, was obtained by installing a non-magnetic ring with an outer diameter of 7 mm, a height of 1 mm on the drift tube adjacent to the diaphragm with an absorber, and installing a non-magnetic disk of 3 mm diameter at a radius of 6 mm and 2 mm high. The angle between the middle of the gap in the ferromagnetic disk and the axis of the non-magnetic disk was 80 °, and the angle between the middle of the gap in the diaphragm with an absorber and the middle of the gap in the ferromagnetic disk was 109 °.

Использование предложенной конструкции позволяет в несколько раз увеличить теплорассеивающую способность поглотителей ламп бегущей волны. Кольцеобразный поглотитель выполнен из керамического материала, теплопроводность которого в 5 раз выше материала, использовавшегося ранее (алюмооксидная керамика, пропитанная углеродом). Он впаян по наружному диаметру в немагнитную диафрагму (обычно выполняется из меди), а известно, что тепловое сопротивление паяного контакта в несколько раз ниже теплового сопротивления прижимного.Using the proposed design allows several times to increase the heat dissipation ability of absorbers of traveling wave lamps. The annular absorber is made of a ceramic material, the thermal conductivity of which is 5 times higher than the material used previously (alumina ceramic impregnated with carbon). It is soldered along the outer diameter into a non-magnetic diaphragm (usually made of copper), and it is known that the thermal resistance of a soldered contact is several times lower than the thermal resistance of the pressure contact.

Выполнение стороны диафрагмы, обращенной к кольцеобразному поглотителю, плоской и его приближение к этой стороне существенно, на 30-40%, увеличивает поглощение в нагрузочном резонаторе. Это означает, что если поглощение в нагрузке прототипа было 10 дБ, что соответствует при идеальном согласовании коэффициенту отражения 0,01, то при увеличении его до 13 дБ при идеальном согласовании коэффициент отражения уже составит 0,0014, что позволяет существенно повысить устойчивость к самовозбуждению секций прибора или увеличить его усиление.The execution of the side of the diaphragm facing the annular absorber flat and its approach to this side significantly, by 30-40%, increases the absorption in the load resonator. This means that if the absorption in the load of the prototype was 10 dB, which corresponds to a reflection coefficient of 0.01 when perfectly matched, then increasing it to 13 dB when perfectly matched, the reflection coefficient will already be 0.0014, which can significantly increase the resistance to self-excitation of sections device or increase its gain.

Установка на ферромагнитном диске, примыкающая к диафрагме с кольцеобразным поглотителем, согласующих элементов и установка угла β между серединами щелей связи в диске и диафрагме в пределах 2π - α ≥ β ≥ α , позволяет получить близкое к идеальному согласование цепочек связанных резонаторов с нагрузками.The installation on the ferromagnetic disk adjacent to the diaphragm with an annular absorber, matching elements and setting the angle β between the middle of the coupling slots in the disk and the diaphragm within 2π - α ≥ β ≥ α, allows obtaining close matching of the chains of coupled resonators with the loads.

Рассмотренная конструкция представляет один из вариантов заявленного изобретения. Лампы с бегущей волной, создаваемые в соответствии с ним, могут иметь не только жидкостное охлаждение, как было выше описано, но также и воздушное.The considered design represents one of the variants of the claimed invention. Lamps with a traveling wave, created in accordance with it, can have not only liquid cooling, as described above, but also air.

ЛитератураLiterature

1. W.Hant et al. US Pat №3181023, March 29, 1962, Cl 315/3.5.1. W. Hunt et al. US Pat No. 3181023, March 29, 1962, Cl 315 / 3.5.

2. D.J. Bates et al. US Pat №2985791, Oct. 2, 1958, Cl 315/3.5.2. D.J. Bates et al. US Pat No. 2985791, Oct. 2, 1958, Cl 315 / 3.5.

3. K.E. Zubkin et al. US Pat №2939993, Jan. 7, 1957, Cl 315/3.5.3. K.E. Zubkin et al. US Pat No. 2939993, Jan. 7, 1957, Cl 315 / 3.5.

Claims (2)

1. Секционированная лампа бегущей волны, содержащая электронную пушку, коллектор электронов и цепочку связанных резонаторов, на смежных концах секций которой установлены резонаторы с кольцеобразным поглотителем, разделяющие секции проводящие диски с трубками дрейфа, а также постоянные магниты и ввод и вывод энергии, отличающаяся тем, что секции цепочки связанных резонаторов выполнены из ферромагнитных дисков и установленных между ними немагнитных диафрагм с азимутальными щелями связи, щели в немагнитных диафрагмах повернуты относительно щелей в ферромагнитных дисках на угол π радиан, а вдоль оси ферромагнитных и немагнитных диафрагм выполнены трубки дрейфа, разделяющие секции проводящие диски выполнены из ферромагнитного металла, кольцеобразный поглотитель выполнен с внутренним диаметром dпв, заключенным в пределах 2rщв≥ dпв≥ dтв, где rщв - внутренний радиус щели связи, dтв - внутренний диаметр трубки дрейфа, и по наружному диаметру впаян в продольную часть диафрагмы, причем со стороны поглотителя поперечная часть диафрагмы выполнена плоской, зазор между поперечной частью диафрагмы и кольцеобразным поглотителем hз относительно диаметра резонатора dр установлен в интервале
Figure 00000010
а его толщина hп относительно высоты резонатора hр в пределах
Figure 00000011
на трубке дрейфа ферромагнитного диска цепочки связанных резонаторов со стороны диафрагмы с поглотителем установлен кольцеобразный немагнитный проводящий элемент с внутренним диаметром, равным наружному диаметру трубки дрейфа, причем угол β между серединами азимутальных щелей связи в диафрагме с поглотителем и в примыкающем к ней ферромагнитном диске секции цепочки связанных резонаторов выполнен в интервале 2π - α ≥ β ≥ α , где α - угол раствора щели связи в секции цепочки связанных резонаторов.
1. A sectioned traveling wave lamp containing an electron gun, an electron collector and a chain of coupled resonators, at the adjacent ends of the sections of which there are mounted resonators with an annular absorber, separating sections of the conducting disks with drift tubes, as well as permanent magnets and energy input and output, characterized in that sections of a chain of coupled resonators are made of ferromagnetic disks and non-magnetic diaphragms installed between them with azimuthal coupling slots, the slots in non-magnetic diaphragms are turned There are flats in the ferromagnetic disks at an angle π radians, and drift tubes are made along the axis of the ferromagnetic and non-magnetic diaphragms, the separating sections of the conductive disks are made of ferromagnetic metal, the annular absorber is made with an internal diameter of d pv , enclosed within 2 r of pv ≥ d pv ≥ d tv where r ShchV - inner radius of coupling slots, d tv - internal diameter of the drift tube, and the outside diameter soldered into the longitudinal portion of the diaphragm, and by the transverse part of the absorber of the diaphragm is flat, the clearance between Poper hydrochloric portion of the diaphragm and the annular absorber of h with respect to the cavity diameter d p is set in the range
Figure 00000010
and its thickness h p relative to the height of the resonator h p within
Figure 00000011
a ring-shaped non-magnetic conductive element with an inner diameter equal to the outer diameter of the drift tube is installed on the drift tube of the ferromagnetic disk of the chain of coupled resonators on the side of the diaphragm with the absorber, the angle β between the midpoints of the azimuthal coupling slots in the diaphragm with the absorber and in the adjacent section of the chain of the coupled ferromagnetic disk resonators is made in the range 2π - α ≥ β ≥ α, where α is the angle of the bond gap in the section of the chain of coupled resonators.
2. Секционированная лампа бегущей волны, содержащая электронную пушку, коллектор электронов и цепочку связанных резонаторов, на смежных концах секций которой установлены резонаторы с кольцеобразным поглотителем, разделяющие секции проводящие диски с трубками дрейфа, а также ввод и вывод энергии и постоянные магниты, отличающаяся тем, что секции цепочки связанных резонаторов выполнены из ферромагнитных дисков и установленных между ними немагнитных диафрагм с азимутальными щелями связи, щели в немагнитных диафрагмах повернуты относительно щелей в ферромагнитных дисках на угол π радиан, а вдоль оси ферромагнитных дисков и немагнитных диафрагм выполнены трубки дрейфа, разделяющие секции проводящие диски выполнены из ферромагнитного металла, кольцеобразный поглотитель выполнен с внутренним диаметром dпв, заключенным в пределах 2rщв≥ dпв≥ dтв, где rщв - внутренний радиус щели связи, dтв - внутренний диаметр трубки дрейфа, и по наружному диаметру впаян в продольную часть диафрагмы, причем со стороны поглотителя поперечная часть диафрагмы выполнена плоской, зазор между поперечной частью диафрагмы и кольцеобразным поглотителем hз относительно диаметра резонатора dр установлен в интервале
Figure 00000012
а его толщина hп относительно высоты резонатора hр в пределах
Figure 00000013
на трубке дрейфа ферромагнитного диска секции цепочки связанных резонаторов со стороны диафрагмы с поглотителем установлен кольцеобразный немагнитный элемент с внутренним диаметром, равным наружному диаметру трубки дрейфа, а на его поверхности установлен один или два немагнитных проводящих элемента, причем угол β между серединами щелей связи в диафрагме с поглотителем и в примыкающем к ней ферромагнитном диске секции цепочки связанных резонаторов выполнен в интервале 2π - α ≥ β ≥ α , где α - угол раствора щели связи в секции цепочки связанных резонаторов.
2. A sectioned traveling wave lamp containing an electron gun, an electron collector and a chain of coupled resonators, at the adjacent ends of the sections of which there are mounted resonators with an annular absorber, separating sections of the conducting disks with drift tubes, as well as input and output of energy and permanent magnets, characterized in that sections of a chain of coupled resonators are made of ferromagnetic disks and non-magnetic diaphragms installed between them with azimuthal coupling slots, the slots in non-magnetic diaphragms are turned There are flats in the ferromagnetic disks at an angle π radians, and drift tubes are made along the axis of the ferromagnetic disks and non-magnetic diaphragms, the separating sections of the conductive disks are made of ferromagnetic metal, the annular absorber is made with an inner diameter d pv , enclosed within 2r nv ≥ d pv ≥ d tv , where r tv is the internal radius of the coupling gap, d tv is the inner diameter of the drift tube, and soldered into the longitudinal part of the diaphragm along the outer diameter, and the transverse part of the diaphragm is made flat on the side of the absorber, the gap between the transverse part of the diaphragm and the annular absorber h s relative to the diameter of the resonator d p is set in the range
Figure 00000012
and its thickness h p relative to the height of the resonator h p within
Figure 00000013
on the drift tube of the ferromagnetic disk of the section of the chain of coupled resonators from the side of the diaphragm with an absorber there is a ring-shaped non-magnetic element with an inner diameter equal to the outer diameter of the drift tube, and one or two non-magnetic conductive elements are installed on its surface, the angle β between the middle of the communication slots in the diaphragm with the absorber and in the adjacent ferromagnetic disk of the section of the chain of coupled resonators is made in the range 2π - α ≥ β ≥ α, where α is the angle of the solution of the coupling gap in the section of the chain of coupling OF DATA resonators.
RU2003117694/09A 2003-06-17 2003-06-17 Sectionalized traveling-wave tube and its design alternates RU2235384C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003117694/09A RU2235384C1 (en) 2003-06-17 2003-06-17 Sectionalized traveling-wave tube and its design alternates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003117694/09A RU2235384C1 (en) 2003-06-17 2003-06-17 Sectionalized traveling-wave tube and its design alternates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2235384C1 true RU2235384C1 (en) 2004-08-27
RU2003117694A RU2003117694A (en) 2004-12-20

Family

ID=33414558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003117694/09A RU2235384C1 (en) 2003-06-17 2003-06-17 Sectionalized traveling-wave tube and its design alternates

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2235384C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484578C1 (en) * 2011-10-27 2013-06-10 Николай Владимирович Андреев Method of matching delay-line structure of travelling-wave tube with waveguides
RU2516874C1 (en) * 2012-09-26 2014-05-20 Николай Владимирович Андреев Travelling-wave tube

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484578C1 (en) * 2011-10-27 2013-06-10 Николай Владимирович Андреев Method of matching delay-line structure of travelling-wave tube with waveguides
RU2516874C1 (en) * 2012-09-26 2014-05-20 Николай Владимирович Андреев Travelling-wave tube

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4851788A (en) Mode suppressors for whispering gallery gyrotron
US4158791A (en) Helix traveling wave tubes with resonant loss
EP0264127A2 (en) Magnetron device
JPS6256621B2 (en)
RU2235384C1 (en) Sectionalized traveling-wave tube and its design alternates
US6417622B2 (en) Broadband, inverted slot mode, coupled cavity circuit
RU2352017C1 (en) Traveling wave lamp with magnetic periodic focusing system
RU2259613C9 (en) Multisection traveling-wave tube (alternatives)
US3391299A (en) High stability traveling wave tube
EP1139377A1 (en) Magnetrons
US5332945A (en) Pierce gun with grading electrode
GB2266990A (en) Periodic focusing system
US5821693A (en) Electron beam tubes having a unitary envelope having stepped inner surface
US3293478A (en) Traveling wave tube with longitudinal recess
RU2516874C1 (en) Travelling-wave tube
US4891556A (en) Coupled-cavity delay line for traveling-wave tube
EP0338326A2 (en) Travelling-wave tube with confined-flow periodic permanent magnet focusing
US3771010A (en) Liquid cooled band edge oscillation prevention for a twt
RU2230389C2 (en) Traveling wave tube (variants)
RU2307421C1 (en) Extremely high-frequency traveling-wave tube
RU2364977C1 (en) O-type superhigh frequency device
US3169209A (en) Electron tube apparatus having slanted output window between offset waveguides
RU2313154C2 (en) Sectionalized slow-wave structure of traveling-wave tube
US3551729A (en) Traveling wave tube helix support structure
RU73125U1 (en) RUNNING WAVE LAMP WITH MAGNETIC PERIODIC FOCUSING SYSTEM