RU2474003C1 - Microwave instrument of klystron type (versions) - Google Patents

Microwave instrument of klystron type (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2474003C1
RU2474003C1 RU2011130028/07A RU2011130028A RU2474003C1 RU 2474003 C1 RU2474003 C1 RU 2474003C1 RU 2011130028/07 A RU2011130028/07 A RU 2011130028/07A RU 2011130028 A RU2011130028 A RU 2011130028A RU 2474003 C1 RU2474003 C1 RU 2474003C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output resonator
microwave
resonator
gap
transmission line
Prior art date
Application number
RU2011130028/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Викторович Мамонтов
Карл Георгиевич Симонов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток")
Priority to RU2011130028/07A priority Critical patent/RU2474003C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2474003C1 publication Critical patent/RU2474003C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: electricity.SUBSTANCE: in a microwave instrument a double-gap output resonator (OR) is tuned simultaneously for an antiphase type of oscillations with working frequency ? and for a synphase type of oscillations with working frequency 2?. A device for release of microwave energy comprises the first coaxial transmission line designed to release microwave capacity of antiphase type of oscillations from the OR at the frequency co and the second coaxial transmission line designed for release of microwave capacity of a synphase type of oscillations at the frequency 2?. The first coaxial transmission line is connected to the OR with the help of a conductive element connected to a central span pipe, fixed to the side wall of the OR with the help of a stretching holder, the axis of which is arranged at the specified angle relative to the axis of the second coaxial transmission line. The second coaxial transmission line is connected to the OR with the help of a communication loop, besides, the plane of the communication loop is arranged at the specified angle to the plane perpendicular to the longitudinal axis of the microwave instrument. In another version the central span pipe of the OR is fixed to the side wall of the OR with the help of two conducting holders. Whenever a microwave signal is supplied to the inlet of the microwave instrument with frequency ?, microwave oscillations are produced at its outlet simultaneously on two multiple frequencies ? and 2?, and each of these oscillations is released into a separate channel.EFFECT: expansion of microwave instrument functional capabilities.2 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к электровакуумным СВЧ-приборам, предназначенным для получения СВЧ-мощности на двух кратных частотах, и может быть использовано, например, в радиолокации, радиопротиводействии и в других областях техники.The invention relates to radio electronics, in particular to microwave electric devices designed to obtain microwave power at two multiple frequencies, and can be used, for example, in radar, radio countermeasures and in other areas of technology.

Известно, что в электровакуумных СВЧ-приборах O-типа, например в усилительных клистронах, при группировке электронного потока создаются сгустки электронного тока с частотой повторения, равной частоте ω входного СВЧ-сигнала, подаваемого на СВЧ-прибор, и длительностью около 0,1 периода повторения, причем сгустки электронного тока содержат широкий спектр гармоник тока. Сгруппированные электронные сгустки, выйдя из группирователя электронных сгустков клистрона, попадают в высокодобротный выходной резонатор, настроенный на рабочую частоту ω. В выходном резонаторе происходит отбор энергии от сгруппированного электронного потока, которая в виде выходного СВЧ-сигнала частоты ω передается через вывод СВЧ-энергии в нагрузку. Таким образом, на выходе обычного клистрона получают усиленную СВЧ-мощность на одной рабочей частоте ω.It is known that in O-type microwave electric devices, for example in amplification klystrons, when an electron beam is grouped, electron current bunches are created with a repetition frequency equal to the frequency ω of the input microwave signal supplied to the microwave device and lasting about 0.1 period repetitions, and the electron current bunches contain a wide range of current harmonics. Grouped electron bunches, coming out of the grouper of electron bunches of a klystron, fall into a high-quality output resonator tuned to the operating frequency ω. In the output resonator, energy is taken from the grouped electron stream, which is transmitted in the form of an output microwave signal of frequency ω through the output of microwave energy to the load. Thus, the amplified microwave power at one operating frequency ω is obtained at the output of a conventional klystron.

Известен СВЧ-прибор клистронного типа, содержащий электронную пушку, входной, промежуточные и выходной однозазорные резонаторы, настроенные на рабочую частоту ω, и, по крайней мере, один дополнительный двухзазорный резонатор, расположенный в трубе дрейфа между резонаторами рабочей частоты, а также коллектор, ввод и вывод СВЧ-энергии [1]. В дополнительном двухзазорном резонаторе (который входит в состав группирователя электронных сгустков СВЧ-прибора) взаимодействие электронного потока с СВЧ-полями резонатора осуществляется последовательно в двух высокочастотных (ВЧ) зазорах, что повышает эффективность взаимодействия СВЧ-поля с электронным пучком по сравнению с однозазорным резонатором. Дополнительный двухзазорный резонатор настроен на кратные частоты ω и 2ω, соответствующие противофазному и синфазному видам колебаний. Вследствие этого на электронный поток в двухзазорном резонаторе воздействует СВЧ-напряжение, близкое к пилообразному, что приводит к более эффективной группировке электронного потока. В таком двухзазорном резонаторе рабочим видом колебаний является противофазный вид колебаний на рабочей частоте ω, а синфазный вид колебаний на частоте 2ω используется только для более эффективной группировки электронного потока. В выходном однозазорном резонаторе, настроенном на рабочую частоту ω, происходит отбор энергии от эффективно сгруппированного электронного потока, которая через вывод СВЧ-энергии передается в нагрузку. Таким образом, в известном СВЧ-приборе усиленная мощность передается в нагрузку только на рабочей частоте ω, что ограничивает область его применения. Для получения СВЧ-мощности двух кратных частот ω и 2ω необходимо использовать два СВЧ-прибора клистронного типа, один из которых работает на частоте ω, а второй - на частоте, равной 2ω. Кроме того, при использовании в аппаратуре двух СВЧ-приборов с разными рабочими частотами необходимо вводить в аппаратуру дополнительные устройства для фазировки выходных сигналов этих СВЧ-приборов.Known microwave device of the klystron type, containing an electron gun, input, intermediate and output single-gap resonators tuned to the operating frequency ω, and at least one additional double-gap resonator located in the drift tube between the resonators of the working frequency, as well as a collector, an input and the output of microwave energy [1]. In an additional two-gap resonator (which is part of the bunching apparatus for electronic bunches of a microwave device), the interaction of the electron beam with the microwave fields of the resonator is carried out sequentially in two high-frequency (RF) gaps, which increases the efficiency of the interaction of the microwave field with the electron beam compared to a single-gap resonator. An additional two-gap resonator is tuned to multiple frequencies ω and 2ω corresponding to antiphase and in-phase modes of vibration. As a result of this, a microwave voltage close to sawtooth acts on the electron beam in a double gap cavity, which leads to a more efficient grouping of the electron beam. In such a double-gap resonator, the working mode of oscillation is the antiphase mode of oscillation at the operating frequency ω, and the in-phase mode of oscillation at the frequency 2ω is used only for more efficient grouping of the electron beam. In the output single-gap resonator tuned to the operating frequency ω, energy is taken from an effectively grouped electron stream, which is transferred to the load through the output of microwave energy. Thus, in the known microwave device, the amplified power is transmitted to the load only at the operating frequency ω, which limits its scope. To obtain the microwave power of two multiple frequencies ω and 2ω, it is necessary to use two klystron type microwave devices, one of which operates at the frequency ω, and the second at a frequency equal to 2ω. In addition, when using two microwave devices with different operating frequencies in the equipment, it is necessary to introduce additional devices into the equipment for phasing the output signals of these microwave devices.

Известен умножительный клистрон, содержащий электронную пушку, резонаторы с пролетными трубами, коллектор, а также устройство для ввода СВЧ-энергии и устройство для вывода СВЧ-энергии [2]. В таком клистроне сгруппированные электронные сгустки, выйдя из группирующего резонатора, настроенного на частоту ω, попадают в выходной резонатор, настроенный на частоту nω (где n=2, 3, …). В выходном резонаторе происходит отбор энергии от сгруппированного электронного потока, которая в виде выходного СВЧ-сигнала частоты ω передается через вывод СВЧ-энергии в нагрузку. Таким образом, на выходе умножительного клистрона получают СВЧ-мощность только на одной из частот, кратных ω.Known multiplier klystron containing an electron gun, resonators with span tubes, a collector, as well as a device for inputting microwave energy and a device for outputting microwave energy [2]. In such a klystron, grouped electron bunches, coming out of the grouping resonator tuned to the frequency ω, fall into the output resonator tuned to the frequency nω (where n = 2, 3, ...). In the output resonator, energy is taken from the grouped electron stream, which is transmitted in the form of an output microwave signal of frequency ω through the output of microwave energy to the load. Thus, at the output of the multiplying klystron, microwave power is obtained only at one of the frequencies that are multiples of ω.

Известен СВЧ-прибор клистронного типа, содержащий электронную пушку, цилиндрические резонаторы с пролетными трубами, коллектор, а также устройство для ввода СВЧ-энергии и устройство для вывода СВЧ-энергии [3]. Входной и промежуточные резонаторы рабочей частоты ω, образующие группирователь электронных сгустков СВЧ-прибора, выполнены однозазорными, а выходной резонатор выполнен двухзазорным. Двухзазорный выходной резонатор содержит расположенные соосно друг другу центральную пролетную трубу, прикрепленную к боковой стенке резонатора с помощью расположенной между его торцевыми стенками проводящей перегородки, в которой выполнена щель связи, и две крайние пролетные трубы, закрепленные в противоположных торцевых стенках цилиндрического двухзазорного выходного резонатора и отделенные от центральной пролетной трубы высокочастотными зазорами.Known microwave device of the klystron type, containing an electron gun, cylindrical resonators with span tubes, a collector, as well as a device for inputting microwave energy and a device for outputting microwave energy [3]. The input and intermediate resonators of the working frequency ω, forming the bunching group of electronic bunches of the microwave device, are single-gap, and the output resonator is double-gap. The dual-gap output resonator comprises a central span pipe located coaxially to each other and attached to the side wall of the resonator by means of a conductive partition located between its end walls, in which a communication slit is made, and two extreme span pipes fixed in opposite end walls of the cylindrical two-gap output resonator and separated from the central span pipe with high-frequency clearances.

Устройство для вывода СВЧ-энергии содержит последовательно соединенные пассивный резонатор (в виде отрезка прямоугольного волновода) и выходной волновод, связанные друг с другом через окно связи в их общей стенке. Пассивный резонатор связан также с двухзазорным выходным резонатором СВЧ-прибора через окно связи в боковой стенке цилиндрического двухзазорного выходного резонатора, расположенное между проводящей перегородкой и торцевой стенкой этого резонатора, размещенной со стороны коллектора СВЧ-прибора. Использование в СВЧ-приборе пассивного резонатора, связанного с двухзазорным выходным резонатором, позволяет дополнительно расширить полосу СВЧ-прибора. Двухзазорный выходной резонатор СВЧ-прибора настроен на два основных вида колебаний (противофазный и синфазный) с близкими частотами. При подаче на вход СВЧ-прибора входного СВЧ-сигнала с частотой ω в двухзазорном выходном резонаторе СВЧ-прибора возбуждаются СВЧ-колебания на частоте входного СВЧ-сигнала, при этом усиленная мощность выводится из СВЧ-прибора также только на этой рабочей частоте ω.A device for outputting microwave energy contains a passive resonator connected in series (in the form of a segment of a rectangular waveguide) and an output waveguide connected to each other through a communication window in their common wall. The passive resonator is also connected to the two-gap output resonator of the microwave device through a communication window in the side wall of the cylindrical two-gap output resonator located between the conductive partition and the end wall of this resonator located on the side of the collector of the microwave device. The use of a passive resonator in a microwave device associated with a dual-gap output resonator allows you to further expand the band of the microwave device. The dual-gap output cavity of the microwave device is tuned to two main types of oscillations (out-of-phase and in-phase) with close frequencies. When an input microwave signal with a frequency ω is supplied to the input of a microwave device in a double-gap output resonator of a microwave device, microwave oscillations are excited at the frequency of the input microwave signal, while the amplified power is also output from the microwave device only at this operating frequency ω.

Известен СВЧ-прибор клистронного типа, содержащий электронную пушку, многорезонаторный группирователь электронных сгустков, двухзазорный выходной резонатор, коллектор, устройство для ввода СВЧ-энергии и устройство для вывода СВЧ-энергии [4]. Выходной резонатор содержит расположенные соосно продольной оси СВЧ-прибора первую и вторую пролетную трубы, размещенные в выходном резонаторе со стороны группирователя электронных сгустков и со стороны коллектора соответственно, и соосно установленную между первой и второй пролетными трубами и отделенную от них высокочастотными зазорами центральную пролетную трубу, закрепленную в выходном резонаторе с помощью, по крайней мере, одного проводящего держателя, расположенного перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора. При этом выходной резонатор выполнен в виде размещенного перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора коаксиального резонатора, внутренний проводник которого состоит из центральной пролетной трубы и, по крайней мере, одного проводящего держателя, а его внешний проводник выполнен в виде проводящей трубы прямоугольного или круглого поперечного сечения, снабженной на противоположных концах торцевыми стенками. Устройство для вывода СВЧ-энергии выполнено в виде отрезка коаксиальной линии передачи, расположенной перпендикулярно боковой стенке выходного резонатора. В одном варианте изобретения устройство для вывода СВЧ-энергии связано с выходным резонатором с помощью размещенных в этом резонаторе двух петель связи, расположенных относительно друг друга под заданным углом. В другом варианте изобретения устройство для вывода СВЧ-энергии связано с выходным резонатором с помощью одной петли связи, плоскость которой расположена под заданным углом относительно торцевой плоскости пролетной трубы выходного резонатора, и дополнительного проводника, соединенного противоположными концами с центральным проводником коаксиальной линии и держателем центральной пролетной трубы выходного резонатора. Выходной резонатор настроен одновременно на противофазный вид колебаний с рабочей частотой ω и на синфазный вид колебаний с рабочей частотой 2ω. При подаче на СВЧ-прибор входного СВЧ-сигнала с частотой ω можно получить на его выходе СВЧ-колебания на двух кратных частотах ω и 2ω одновременно, что расширяет функциональные возможности СВЧ-прибора. При этом величина СВЧ-мощности на выходе СВЧ-прибора на частотах ω и 2ω существенно превышает величину СВЧ-мощности, поданной на вход СВЧ-прибора. Эти колебания выводятся одним коаксиальным устройством для вывода СВЧ-энергии и воздействуют на объект (нагрузку) одновременно. В системах, где требуется раздельное воздействие на объект каждого из этих колебаний, использование такого СВЧ-прибора проблематично или вообще невозможно.Known microwave device of the klystron type, containing an electron gun, multi-resonator bunching of electron bunches, a dual-gap output resonator, a collector, a device for inputting microwave energy and a device for outputting microwave energy [4]. The output resonator comprises first and second span tubes arranged coaxially with the longitudinal axis of the microwave device, located in the output resonator from the bunching unit of electron bunches and from the collector side, respectively, and centrally spaced from the first and second span tubes and separated from them by high-frequency gaps, fixed in the output cavity using at least one conductive holder located perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device. In this case, the output resonator is made in the form of a coaxial resonator placed perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, the inner conductor of which consists of a central span tube and at least one conductive holder, and its external conductor is made in the form of a rectangular or circular cross-section conduit, end walls provided at opposite ends. A device for outputting microwave energy is made in the form of a segment of a coaxial transmission line located perpendicular to the side wall of the output resonator. In one embodiment of the invention, a device for outputting microwave energy is connected to the output resonator by means of two communication loops located in this resonator located relative to each other at a given angle. In another embodiment of the invention, the device for outputting microwave energy is connected to the output resonator using one coupling loop, the plane of which is located at a given angle relative to the end plane of the passage pipe of the output resonator, and an additional conductor connected at opposite ends to the central conductor of the coaxial line and the holder of the central span pipes of the output resonator. The output resonator is simultaneously tuned to the antiphase mode of oscillation with an operating frequency of ω and the in-phase mode of oscillation of an operating frequency of 2ω. When an input microwave signal with a frequency ω is supplied to a microwave device, it is possible to obtain microwave oscillations at its output at two multiple frequencies ω and 2ω simultaneously, which extends the functionality of the microwave device. In this case, the value of the microwave power at the output of the microwave device at frequencies ω and 2ω significantly exceeds the value of the microwave power supplied to the input of the microwave device. These oscillations are output by one coaxial device for outputting microwave energy and act on the object (load) at the same time. In systems where a separate effect on the object of each of these oscillations is required, the use of such a microwave device is problematic or even impossible.

Конструктивно наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом изобретения) является СВЧ-прибор клистронного типа, содержащий электронную пушку, последовательно и соосно расположенные вдоль продольной оси СВЧ-прибора цилиндрические резонаторы с пролетными трубами, коллектор, а также установленные с внешней стороны входного и выходного резонаторов устройство для ввода СВЧ-энергии и устройство для вывода СВЧ-энергии, выполненные в виде отрезков коаксиальных линий передачи [5]. Цилиндрические входной и промежуточные резонаторы, образующие многорезонаторный группирователь электронных сгустков СВЧ-прибора, а также цилиндрический выходной резонатор выполнены двухзазорными и настроены на противофазный вид колебаний с рабочей частотой ω. Цилиндрический двухзазорный выходной резонатор содержит расположенные соосно продольной оси СВЧ-прибора первую и вторую пролетные трубы, прикрепленные к установленным перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора торцевым стенкам двухзазорного выходного резонатора, расположенным со стороны группирователя электронных сгустков и со стороны коллектора соответственно, и установленную между первой и второй пролетными трубами и отделенную от них высокочастотными зазорами центральную пролетную трубу, прикрепленную к боковой стенке выходного резонатора с помощью расположенного перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора проводящего держателя сложной конфигурации. Проводящий держатель состоит из трех последовательно соединенных элементов: радиального стержня (соединенного с центральной пролетной трубой), промежуточного проводника (выполненного в виде разомкнутого кольца) и опорного электрода (соединенного с боковой стенкой выходного резонатора). Коаксиальная линия передачи устройства для вывода СВЧ-энергии установлена перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, при этом она продольно смещена от проводящего держателя в сторону коллектора. Внешний проводник этой коаксиальной линии передачи соединен с боковой стенкой выходного резонатора, а ее центральный проводник введен в выходной резонатор через отверстие в его боковой стенке, расположенное напротив ближайшего к коллектору высокочастотного зазора выходного резонатора. Коаксиальная линии передачи связана с выходным резонатором с помощью размещенного в этом резонаторе кондуктивного элемента связи, выполненного в виде Г-образного проводника, первый конец которого соединен с центральным проводником коаксиальной линии передачи, а второй конец соединен с проводящим держателем, при этом кондуктивный элемент связи расположен в плоскости, проходящей через продольную ось СВЧ-прибора.Structurally, the closest to the proposed invention (the prototype of the invention) is a klystron type microwave device containing an electron gun, cylindrical resonators with span tubes, a collector, and also a device mounted on the outside of the input and output resonators in series and coaxially along the longitudinal axis of the microwave device for inputting microwave energy and a device for outputting microwave energy, made in the form of segments of coaxial transmission lines [5]. The cylindrical input and intermediate resonators forming a multiresonator bunching device for electron bunches of a microwave device, as well as a cylindrical output resonator, are double-gap and tuned to antiphase oscillations with an operating frequency ω. The cylindrical double-gap output resonator comprises first and second span tubes arranged coaxially to the longitudinal axis of the microwave device and attached to the end walls of the double-gap output resonator located perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, located on the side of the bunching unit of the electron bunches and on the collector side, respectively, and installed between the first and second span pipes and a central span pipe separated from them by high-frequency clearances attached to the outlet side wall th resonator via disposed perpendicular to the longitudinal axis of the instrument microwave conductive holder complex configuration. The conductive holder consists of three series-connected elements: a radial rod (connected to the central span tube), an intermediate conductor (made in the form of an open ring) and a reference electrode (connected to the side wall of the output resonator). The coaxial transmission line of the device for outputting microwave energy is installed perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, while it is longitudinally offset from the conductive holder towards the collector. The external conductor of this coaxial transmission line is connected to the side wall of the output resonator, and its central conductor is introduced into the output resonator through an opening in its side wall located opposite the high-frequency gap of the output resonator closest to the collector. The coaxial transmission line is connected to the output resonator by means of a conductive coupling element arranged in this resonator made in the form of a L-shaped conductor, the first end of which is connected to the central conductor of the coaxial transmission line, and the second end is connected to the conductive holder, while the conductive communication element is located in a plane passing through the longitudinal axis of the microwave device.

В такой конструкции СВЧ-прибора вывод СВЧ-мощности из выходного резонатора в коаксиальную линию передачи на противофазном виде колебаний, то есть на частоте ω осуществляется эквивалентной петлей связи, образованной кондуктивным элементом связи, участком держателя, расположенным между кондуктивным элементом связи и боковой стенкой выходного резонатора, и участком боковой стенки выходного резонатора, расположенным между проводящим держателем и внешним проводником коаксиальной линии, причем плоскость эквивалентной петли связи лежит в плоскости, проходящей через продольную ось резонатора. Так как выходной резонатор СВЧ-прибора настроен только на один противофазный вид колебаний с рабочей частотой ω, то при указанном положении эквивалентной петли связи силовые линии магнитного поля противофазного вида колебаний будут пересекать плоскость эквивалентной петли связи, что позволяет вывести СВЧ-мощность из выходного резонатора СВЧ-прибора в коаксиальную линию передачи на частоте ω. При этом за счет изменения площади эквивалентной петли связи можно получить требуемый уровень выходной СВЧ-мощности на частоте ω.In this design of the microwave device, the output of microwave power from the output resonator to the coaxial transmission line in antiphase mode, that is, at the frequency ω, is carried out by an equivalent coupling loop formed by the conductive coupling element, a portion of the holder located between the conductive coupling element and the side wall of the output resonator , and a portion of the side wall of the output resonator located between the conductive holder and the outer conductor of the coaxial line, the plane of the equivalent coupling loop lying in a plane passing through the longitudinal axis of the resonator. Since the output resonator of the microwave device is configured for only one antiphase mode of oscillation with an operating frequency ω, then at the indicated position of the equivalent coupling loop, the magnetic field lines of the antiphase mode of oscillation will intersect the plane of the equivalent coupling loop, which allows the microwave power to be output from the microwave output resonator device in a coaxial transmission line at a frequency ω. At the same time, by changing the area of the equivalent coupling loop, it is possible to obtain the required level of output microwave power at frequency ω.

Таким образом, в известной конструкции СВЧ-прибора (в прототипе изобретения) при подаче на вход СВЧ-прибора входного СВЧ-сигнала с частотой ω в двухзазорном выходном резонаторе СВЧ-прибора возбуждаются СВЧ-колебания на частоте входного СВЧ-сигнала ω, при этом усиленная мощность выводится из СВЧ-прибора в коаксиальную линию передачи также только на этой рабочей частоте ω.Thus, in the known design of the microwave device (in the prototype of the invention), when an input microwave signal with a frequency ω is supplied to the input of the microwave device in the double-gap output resonator of the microwave device, microwave oscillations are excited at the frequency of the input microwave signal ω, while power is removed from the microwave device to the coaxial transmission line also only at this operating frequency ω.

Задачей изобретения является создание СВЧ-прибора клистронного типа, обеспечивающего при подаче на вход СВЧ-прибора СВЧ-сигнала с частотой ω получение на его выходе СВЧ-колебаний одновременно на двух кратных частотах ω и 2ω, и осуществление вывода каждого из этих колебаний в отдельный канал.The objective of the invention is to create a klystron type microwave device, which, when a microwave signal with a frequency ω is supplied to the input of a microwave device, receives microwave oscillations at its output at two multiple frequencies ω and 2ω, and outputs each of these oscillations to a separate channel .

В первом варианте изобретения предлагается СВЧ-прибор клистронного типа, содержащий электронную пушку, многорезонаторный группирователь электронных сгустков, двухзазорный выходной резонатор и коллектор, а также устройство для ввода СВЧ-энергии и устройство для вывода СВЧ-энергии, причем двухзазорный выходной резонатор содержит расположенные соосно продольной оси СВЧ-прибора первую и вторую пролетные трубы, прикрепленные к установленным перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора торцевым стенкам двухзазорного выходного резонатора, расположенным со стороны группирователя электронных сгустков и со стороны коллектора соответственно, и установленную между первой и второй пролетными трубами и отделенную от них высокочастотными зазорами центральную пролетную трубу, прикрепленную к боковой стенке двухзазорного выходного резонатора с помощью проводящего держателя, расположенного перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, а устройство для вывода СВЧ-энергии содержит первую коаксиальную линию передачи, которая установлена с внешней стороны двухзазорного выходного резонатора перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, внешний проводник первой коаксиальной линии передачи соединен с боковой стенкой двухзазорного выходного резонатора, а ее центральный проводник введен в двухзазорный выходной резонатор через первое отверстие в боковой стенке двухзазорного выходного резонатора, при этом первая коаксиальная линии передачи связана с двухзазорным выходным резонатором с помощью размещенного в двухзазорном выходном резонаторе кондуктивного элемента связи, выполненного в виде проводника, причем первый конец кондуктивного элемента связи соединен с центральным проводником первой коаксиальной линии передачи, при этом двухзазорный выходной резонатор настроен одновременно на противофазный вид колебаний с рабочей частотой ω и на синфазный вид колебаний с рабочей частотой 2ω, при этом первая коаксиальная линия передачи расположена вблизи проводящего держателя, центральная пролетная труба двухзазорного выходного резонатора расположена равноудаленно от его торцевых стенок, второй конец кондуктивного элемента связи соединен с центральной пролетной трубой двухзазорного выходного резонатора, при этом кондуктивный элемент связи размещен в плоскости среднего поперечного сечения двухзазорного выходного резонатора, расположенной перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, устройство для вывода СВЧ-энергии дополнительно содержит вторую коаксиальную линию передачи, которая установлена с внешней стороны двухзазорного выходного резонатора перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, внешний проводник второй коаксиальной линии передачи соединен с боковой стенкой двухзазорного выходного резонатора, а ее центральный проводник введен в двухзазорный выходной резонатор через второе отверстие в боковой стенке двухзазорного выходного резонатора, при этом вторая коаксиальная линии передачи связана с двухзазорным выходным резонатором с помощью размещенной в двухзазорном выходном резонаторе петли связи, выполненной в виде проводника, причем петля связи расположена напротив центральной пролетной трубы равноудаленно от торцевых стенок двухзазорного выходного резонатора, первый конец петли связи соединен с центральным проводником второй коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии, а второй конец петли связи соединен с боковой стенкой выходного резонатора, при этом угол α между плоскостью, в которой расположена петля связи, и плоскостью, расположенной перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, выбирают из условия:In a first embodiment of the invention, there is provided a klystron type microwave device comprising an electron gun, a multi-cavity bunch bunching device, a dual-gap output resonator and a collector, as well as a microwave energy input device and a microwave energy output device, the dual-gap output resonator comprising coaxially longitudinal the axis of the microwave device, the first and second span pipes attached to the end walls of the dual-gap output resonator mounted perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device located on the side of the bunching unit of electron bunches and on the side of the collector, respectively, and installed between the first and second span tubes and separated from them by high-frequency gaps, the central span pipe attached to the side wall of the two-gap output resonator using a conductive holder located perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device and the device for outputting microwave energy contains a first coaxial transmission line, which is installed on the outside of the dual-gap output resonator perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, the outer conductor of the first coaxial transmission line is connected to the side wall of the dual-gap output resonator, and its central conductor is introduced into the dual-gap output resonator through the first hole in the side wall of the dual-gap output resonator, while the first coaxial transmission line is connected to the dual-gap an output resonator using a conductive coupling element arranged in a double-gap output resonator made in the form of a conductor, wherein the end end of the conductive coupling element is connected to the central conductor of the first coaxial transmission line, while the two-gap output resonator is simultaneously tuned to the out-of-phase oscillation mode with an operating frequency ω and in-phase oscillation mode with an operating frequency 2ω, while the first coaxial transmission line is located near the conductive holder, the central span pipe of the double-gap output resonator is located equidistant from its end walls, the second end of the conductive coupling element is connected to the center with the passage pipe of the double-gap output resonator, while the conductive coupling element is located in the plane of the middle cross section of the double-gap output resonator located perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, the device for outputting microwave energy further comprises a second coaxial transmission line, which is installed on the outside of the double-gap output resonator perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, the outer conductor of the second coaxial transmission line is connected to the side wall of two a gap output resonator, and its central conductor is introduced into the double-gap output resonator through a second hole in the side wall of the double-gap output resonator, while the second coaxial transmission line is connected to the double-gap output resonator using a communication loop arranged in the form of a conductor in the double-gap output resonator, wherein the communication loop is located opposite the central span pipe equidistant from the end walls of the dual-gap output resonator, the first end of the communication loop is connected with the central conductor of the second coaxial output line of microwave energy, and the second end of the communication loop connected to the side wall of the output resonator, the angle α between the plane in which the communication loop is located and the plane perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, is selected from the condition :

0°<α<180°,0 ° <α <180 °,

а угол β между осями проводящего держателя и второй коаксиальной линии передачи, который отсчитывают от проводящего держателя в сторону первой коаксиальной линии передачи, выбирают из условия:and the angle β between the axes of the conductive holder and the second coaxial transmission line, which is counted from the conductive holder towards the first coaxial transmission line, is selected from the condition:

β=180°-240°β = 180 ° -240 °

Во втором варианте изобретения предлагается СВЧ-прибор клистронного типа, содержащий электронную пушку, многорезонаторный группирователь электронных сгустков, двухзазорный выходной резонатор и коллектор, а также устройство для ввода СВЧ-энергии и устройство для вывода СВЧ-энергии, причем двухзазорный выходной резонатор содержит расположенные соосно продольной оси СВЧ-прибора первую и вторую пролетные трубы, прикрепленные к установленным перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора торцевым стенкам двухзазорного выходного резонатора, расположенным со стороны группирователя электронных сгустков и со стороны коллектора соответственно, и установленную между первой и второй пролетными трубами и отделенную от них высокочастотными зазорами центральную пролетную трубу, прикрепленную к боковой стенке двухзазорного выходного резонатора с помощью первого проводящего держателя, расположенного перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, а устройство для вывода СВЧ-энергии содержит первую коаксиальную линию передачи, которая установлена с внешней стороны двухзазорного выходного резонатора перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, внешний проводник первой коаксиальной линии передачи соединен с боковой стенкой двухзазорного выходного резонатора, а ее центральный проводник введен в двухзазорный выходной резонатор через первое отверстие в боковой стенке двухзазорного выходного резонатора, при этом первая коаксиальная линии передачи связана с двухзазорным выходным резонатором с помощью размещенного в двухзазорном выходном резонаторе кондуктивного элемента связи, выполненного в виде проводника, причем первый конец кондуктивного элемента связи соединен с центральным проводником первой коаксиальной линии передачи, при этом двухзазорный выходной резонатор настроен одновременно на противофазный вид колебаний с рабочей частотой ω и на синфазный вид колебаний с рабочей частотой 2ω, при этом первая коаксиальная линия передачи расположена вблизи первого проводящего держателя, центральная пролетная труба двухзазорного выходного резонатора расположена равноудаленно от его торцевых стенок, второй конец кондуктивного элемента связи соединен с центральной пролетной трубой двухзазорного выходного резонатора, при этом кондуктивный элемент связи размещен в плоскости среднего поперечного сечения двухзазорного выходного резонатора, расположенной перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, устройство для вывода СВЧ-энергии дополнительно содержит вторую коаксиальную линию передачи, которая установлена с внешней стороны двухзазорного выходного резонатора перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, внешний проводник второй коаксиальной линии передачи соединен с боковой стенкой двухзазорного выходного резонатора, а ее центральный проводник введен в двухзазорный выходной резонатор через второе отверстие в боковой стенке двухзазорного выходного резонатора, при этом вторая коаксиальная линия передачи связана с двухзазорным выходным резонатором с помощью размещенной в двухзазорном выходном резонаторе петли связи, выполненной в виде проводника, причем петля связи расположена напротив центральной пролетной трубы равноудаленно от торцевых стенок двухзазорного выходного резонатора, первый конец петли связи соединен с центральным проводником второй коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии, а второй конец петли связи соединен с боковой стенкой выходного резонатора, для крепления центральной пролетной трубы к боковой стенке двухзазорного выходного резонатора он дополнительно содержит второй проводящий держатель, расположенный напротив первого проводящего держателя и перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, при этом угол α между плоскостью, в которой расположена петля связи, и плоскостью, расположенной перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, выбирают из условия:In a second embodiment of the invention, there is provided a klystron type microwave device comprising an electron gun, a multi-cavity bunch bunching device, a dual-gap output resonator and a collector, as well as a microwave energy input device and a microwave energy output device, the dual-gap output resonator comprising coaxially longitudinal the axis of the microwave device, the first and second span pipes attached to the end walls of the dual-gap output cavity mounted perpendicularly to the longitudinal axis of the microwave device a, located on the grouping side of the electron bunches and on the collector side, respectively, and installed between the first and second span tubes and separated from them by high-frequency gaps, the central span pipe attached to the side wall of the two-gap output resonator using the first conductive holder located perpendicular to the microwave longitudinal axis device, and the device for outputting microwave energy contains a first coaxial transmission line, which is installed on the outside of the dual-gap the output resonator perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, the outer conductor of the first coaxial transmission line is connected to the side wall of the double-gap output resonator, and its central conductor is introduced into the double-gap output resonator through the first hole in the side wall of the double-gap output resonator, while the first coaxial transmission line is connected to double-gap output resonator using a conductive coupling element arranged in a double-gap output resonator made in the form of a conductor, p Moreover, the first end of the conductive coupling element is connected to the central conductor of the first coaxial transmission line, while the two-gap output resonator is simultaneously tuned to the antiphase mode of operation with an operating frequency ω and the in-phase mode of oscillation with an operating frequency 2ω, while the first coaxial transmission line is located near the first conducting holder, the central span pipe of the dual-gap output resonator is located equidistant from its end walls, the second end of the conductive coupling element connected to the central passage pipe of the dual-gap output resonator, while the conductive coupling element is located in the plane of the middle cross section of the dual-gap output resonator located perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, the device for outputting microwave energy further comprises a second coaxial transmission line, which is installed on the outside a dual-gap output resonator perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, the external conductor of the second coaxial transmission line is connected to the side the wall of the double-gap output resonator, and its central conductor is introduced into the double-gap output resonator through the second hole in the side wall of the double-gap output resonator, while the second coaxial transmission line is connected to the double-gap output resonator using a communication loop made in the form of a conductor in the double-gap output resonator moreover, the communication loop is located opposite the Central span pipe equidistant from the end walls of the dual-gap output resonator, the first end whether the connection is connected to the Central conductor of the second coaxial output line of microwave energy, and the second end of the communication loop is connected to the side wall of the output resonator, for attaching the Central span pipe to the side wall of the dual-gap output resonator, it additionally contains a second conductive holder located opposite the first conductive holder and perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, with the angle α between the plane in which the coupling loop is located and the plane perpendicular to the longitudinal th axis of the microwave device, choose from the condition:

0°<α<180°,0 ° <α <180 °,

а угол γ между осями первого проводящего держателя и второй коаксиальной линии передачи, который отсчитывают от первого проводящего держателя в сторону первой коаксиальной линии передачи, выбирают из условия:and the angle γ between the axes of the first conductive holder and the second coaxial transmission line, which is counted from the first conductive holder in the direction of the first coaxial transmission line, is selected from the condition:

γ=240°-300°γ = 240 ° -300 °

В обоих вариантах предлагаемого изобретения двухзазорный выходной резонатор СВЧ-прибора настроен на противофазный вид колебаний с рабочей частотой ω и на синфазный вид колебаний с рабочей частотой 2ω. Таким образом, при подаче на вход СВЧ-прибора входного сигнала с частотой ω в двухзазорном выходном резонаторе одновременно возникают СВЧ-колебания двух основных видов колебаний при разнесении их частот на октаву. Вследствие этого в двухзазорном выходном резонаторе происходит взаимодействие сгруппированного электронного потока с СВЧ-полями двух основных видов колебаний этого резонатора одновременно, то есть отбор мощности от электронного потока происходит одновременно на двух видах колебаний (на двух кратных частотах ω и 2ω, а не на одной частоте ω, как в прототипе), что повышает эффективность отбора мощности от электронного потока. Настройка противофазного вида колебаний двухзазорного выходного резонатора на частоту ω, а синфазного вида колебаний - на частоту 2ω позволяет создать условия для оптимального взаимодействия электронного потока с СВЧ-полями этих видов колебаний двухзазорного выходного резонатора и, следовательно, для оптимального отбора СВЧ-мощности от электронного потока на этих двух видах колебаний одновременно. При этом величина СВЧ-мощности, полученной на выходе СВЧ-прибора на частотах ω и 2ω, существенно превышает величину СВЧ-мощности, поданной на вход СВЧ-прибора.In both variants of the invention, the dual-gap output resonator of the microwave device is configured for the out-of-phase vibration mode with an operating frequency ω and in-phase vibration mode with an operating frequency of 2ω. Thus, when an input signal with a frequency ω is applied to the input of a microwave device, a two-gap output resonator simultaneously generates microwave oscillations of two main types of oscillations when their frequencies are spaced by an octave. As a result, in a two-gap output resonator, a grouped electron beam interacts with the microwave fields of two main types of oscillations of this resonator at the same time, that is, power is taken from the electron beam simultaneously at two types of oscillations (at two multiple frequencies ω and 2ω, and not at the same frequency ω, as in the prototype), which increases the efficiency of power take-off from the electron beam. Setting the antiphase oscillation mode of the two-gap output resonator to the frequency ω, and the in-phase oscillation mode to the frequency 2ω, allows creating conditions for the optimal interaction of the electron beam with the microwave fields of these oscillation modes of the double-gap output resonator and, therefore, for optimal selection of the microwave power from the electron beam on these two types of vibrations simultaneously. The magnitude of the microwave power received at the output of the microwave device at frequencies ω and 2ω, significantly exceeds the value of the microwave power supplied to the input of the microwave device.

В предлагаемом изобретении двухзазорный выходной резонатор содержит расположенные соосно продольной оси СВЧ-прибора первую и вторую пролетные трубы и установленную между ними и отделенную от них высокочастотными зазорами центральную пролетную трубу, прикрепленную к боковой стенке двухзазорного выходного резонатора с помощью одного (в первом варианте изобретения) или двух (во втором варианте изобретения) проводящих держателей, каждый из которых расположен перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, при этом настройку двухзазорного выходного резонатора одновременно на противофазный вид колебаний с рабочей частотой ω и на синфазный вид колебаний с рабочей частотой 2ω осуществляют путем изменения размеров щели связи между двумя однозазорными резонаторами, образующими такой двухзазорный выходной резонатор.In the present invention, a two-gap output cavity comprises a first and second span tubes arranged coaxially to the longitudinal axis of the microwave device and a central span tube mounted between them and separated from them by high-frequency gaps, attached to the side wall of the two-gap output resonator using one (in the first embodiment of the invention) or two (in the second embodiment of the invention) conductive holders, each of which is located perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, while setting the dual-gap yhodnogo resonator simultaneously in antiphase oscillation mode with an operating frequency ω and in-phase oscillation mode with an operating frequency 2ω is carried out by changing the size of the gap between the two communication gap resonators forming such dvuhzazorny output cavity.

Выполнение устройства для вывода СВЧ-энергии в виде двух коаксиальных линий передачи, первая из которых связана с выходным резонатором с помощью кондуктивного элемента связи, а вторая коаксиальная линия передачи связана с выходным резонатором через петлю связи, и заданное взаимное расположение этих коаксиальных линий передачи и элементов связи позволяют осуществить оптимальный вывод СВЧ-мощности из двухзазорного выходного резонатора СВЧ-прибора одновременно на двух кратных частотах ω и 2ω, причем СВЧ-мощность на частоте ω выводится в первую коаксиальную линию передачи, а СВЧ-мощность на частоте 2ω выводится во вторую коаксиальную линию передачи.A device for outputting microwave energy in the form of two coaxial transmission lines, the first of which is connected to the output resonator using a conductive coupling element, and the second coaxial transmission line is connected to the output resonator through a communication loop, and a predetermined relative position of these coaxial transmission lines and elements Due to the coupling, it is possible to carry out the optimal output of the microwave power from the dual-gap output resonator of the microwave device simultaneously at two multiple frequencies ω and 2ω, and the microwave power at the frequency ω is output to the first coaxial transmission line, and the microwave power at a frequency of 2ω is output to the second coaxial transmission line.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 показан СВЧ-прибор клистронного типа, выполненный согласно первому варианту изобретения.Figure 1 shows a klystron type microwave device made in accordance with the first embodiment of the invention.

На фиг.2-4 показан двухзазорный выходной резонатор с одним проводящим держателем для СВЧ-прибора по первому варианту изобретения, изображенному на фиг.1.Figure 2-4 shows a dual-gap output resonator with one conductive holder for the microwave device according to the first embodiment of the invention shown in figure 1.

На фиг.5 показана аксонометрическая проекция двухзазорного выходного резонатора, изображенного на фиг.2-4.Figure 5 shows a perspective view of the dual-gap output resonator shown in figure 2-4.

На фиг.6 и 7 показано распределение электрического и магнитного полей, а также поверхностных СВЧ-токов в двухзазорном выходном резонаторе на синфазном и на противофазном видах колебаний соответственно.Figures 6 and 7 show the distribution of electric and magnetic fields, as well as surface microwave currents in a two-gap output resonator in in-phase and in-phase modes, respectively.

На фиг.8 показан СВЧ-прибор клистронного типа, выполненный согласно второму варианту изобретения.On Fig shows a klystron type microwave device made according to the second variant of the invention.

На фиг.9 и 10 показан двухзазорный выходной резонатор с двумя проводящими держателями для СВЧ-прибора по второму варианту изобретения, который изображен на фиг.8.Figures 9 and 10 show a two-gap output resonator with two conductive holders for the microwave device according to the second embodiment of the invention, which is shown in Fig. 8.

На фиг.11 приведены временные диаграммы распределения СВЧ-напряжений U1 и U2 соответственно в первом и втором ВЧ зазорах двухзазорного выходного резонатора для противофазного вида колебаний с частотой ω и для синфазного вида колебаний с частотой 2ω.Figure 11 shows the timing diagrams of the distribution of microwave voltages U 1 and U 2, respectively, in the first and second high-frequency gaps of the dual-gap output resonator for the out-of-phase vibration mode with frequency ω and for the in-phase type of vibration with frequency 2ω.

На фиг.12 приведены временные диаграммы распределения СВЧ-напряжений U1 и U2 соответственно в первом и втором ВЧ зазорах двухзазорного выходного резонатора для противофазного вида колебаний с частотой 2ω и для синфазного вида колебаний с частотой ω.Figure 12 shows the timing diagrams of the distribution of microwave voltages U 1 and U 2, respectively, in the first and second RF gaps of the dual-gap output resonator for the out-of-phase oscillation mode with a frequency of 2ω and for the common-mode oscillation mode with a frequency of ω.

Согласно первому варианту изобретения СВЧ-прибор клистронного типа (изображенный на фиг.1) с двухзазорным выходным резонатором (изображенным на фиг.2-5) содержит электронную пушку 1, входной резонатор 2 и промежуточные резонаторы 3 (образующие в совокупности многорезонаторный группирователь электронных сгустков) с пролетными трубами 4, а также цилиндрический двухзазорный выходной резонатор 5, содержащий первую 6 и вторую 7 пролетные трубы, прикрепленные соответственно к торцевым стенкам 8 и 9 выходного резонатора 5 и центральную пролетную трубу 10, расположенную между пролетными трубами 6, 7, отделенную от них высокочастотными зазорами 11, 12 и прикрепленную к боковой стенке 13 выходного резонатора 5 с помощью проводящего держателя 14, при этом центральная пролетная труба 10 расположена равноудаленно от торцевых стенок 8, 9 выходного резонатора 5. СВЧ-прибор содержит также коллектор 15, устройство для ввода СВЧ-энергии, выполненное в виде установленной с внешней стороны входного резонатора 2 коаксиальной линии передачи 16, и устройство для вывода СВЧ-энергии, содержащее первую 17 и вторую 18 коаксиальные линии передачи.According to a first embodiment of the invention, the klystron type microwave device (shown in FIG. 1) with a dual-gap output resonator (shown in FIGS. 2-5) contains an electron gun 1, an input resonator 2, and intermediate resonators 3 (together forming a multi-resonator bunching electron bunch) with span tubes 4, as well as a cylindrical dual-gap output resonator 5, containing the first 6 and second 7 span pipes attached respectively to the end walls 8 and 9 of the output resonator 5 and the central span bu 10, located between the span tubes 6, 7, separated from them by high-frequency gaps 11, 12 and attached to the side wall 13 of the output resonator 5 using a conductive holder 14, while the central span pipe 10 is located equidistant from the end walls 8, 9 of the output resonator 5. The microwave device also contains a collector 15, a device for inputting microwave energy made in the form of a coaxial transmission line 16 mounted on the outside of the input resonator 2, and a device for outputting microwave energy containing the first 17 and second 18 coaxial transmission lines.

Первая коаксиальная линия 17 устройства для вывода СВЧ-энергии установлена с внешней стороны выходного резонатора 5 перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора и расположена вблизи проводящего держателя 14. Внешний проводник 19 первой коаксиальной линии 17 соединен с боковой стенкой 13 выходного резонатора 5, а центральный проводник 20 первой коаксиальной линии 17 введен в выходной резонатор 5 через первое отверстие 21 в его боковой стенке 13. Первая коаксиальная линия 17 связана с выходным резонатором 5 с помощью размещенного в выходном резонаторе 5 кондуктивного элемента связи 22, выполненного в виде проводника, который размещен в плоскости среднего поперечного сечения выходного резонатора 5. Первый конец кондуктивного элемента связи 22 соединен с центральным проводником 20 первой коаксиальной линии 17, а второй конец кондуктивного элемента связи 22 соединен с центральной пролетной трубой 10.The first coaxial line 17 of the device for outputting microwave energy is installed on the outer side of the output resonator 5 perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device and is located near the conductive holder 14. The outer conductor 19 of the first coaxial line 17 is connected to the side wall 13 of the output resonator 5, and the central conductor 20 the first coaxial line 17 is introduced into the output cavity 5 through the first hole 21 in its side wall 13. The first coaxial line 17 is connected to the output resonator 5 by means of a cavity located in the output 5 of the conductive coupling element 22, made in the form of a conductor, which is placed in the plane of the middle cross section of the output resonator 5. The first end of the conductive coupling element 22 is connected to the Central conductor 20 of the first coaxial line 17, and the second end of the conductive coupling element 22 is connected to the Central span pipe 10.

Вторая коаксиальная линия 18 устройства для вывода СВЧ-энергии установлена с внешней стороны выходного резонатора 5 перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора. Внешний проводник 23 второй коаксиальной линии 18 соединен с боковой стенкой 13 выходного резонатора 5, а центральный проводник 24 второй коаксиальной линии 18 введен в выходной резонатор 5 через второе отверстие 25 в его боковой стенке 13. Вторая коаксиальная линия 18 связана с выходным резонатором 5 с помощью размещенной в выходном резонаторе 5 петли связи 26, выполненной в виде проводника и расположенной напротив центральной пролетной трубы 10 равноудаленно от торцевых стенок 8 и 9 выходного резонатора 5. Первый конец петли связи 26 соединен с центральным проводником 24 второй коаксиальной линии 18, а второй конец петли связи 26 соединен с боковой стенкой 13 выходного резонатора 5.The second coaxial line 18 of the device for outputting microwave energy is installed on the outside of the output resonator 5 perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device. The outer conductor 23 of the second coaxial line 18 is connected to the side wall 13 of the output resonator 5, and the central conductor 24 of the second coaxial line 18 is inserted into the output resonator 5 through the second hole 25 in its side wall 13. The second coaxial line 18 is connected to the output resonator 5 by placed in the output resonator 5 of the communication loop 26, made in the form of a conductor and located opposite the Central span tube 10 equidistant from the end walls 8 and 9 of the output resonator 5. The first end of the communication loop 26 is connected to the center lnym second conductor 24 of the coaxial line 18 and a second end loop 26 is connected with the side wall 13 of the output resonator 5.

Угол α между плоскостью, в которой расположена петля связи 26, и плоскостью, расположенной перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора (например, плоскостью, совпадающей с торцевой поверхностью пролетной трубы) выбирают из условия 0°<α<180°, а угол β между осями проводящего держателя 14 и второй коаксиальной линии 18 (который отсчитывают от проводящего держателя 14 в сторону первой коаксиальной линии 17) выбирают из условия β=180°-240°. В конструкции, показанной на фиг.1, угол α=90°, а угол β=180°.The angle α between the plane in which the coupling loop 26 is located and the plane perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device (for example, a plane coinciding with the end surface of the span pipe) is selected from the condition 0 ° <α <180 °, and the angle β between the axes the conductive holder 14 and the second coaxial line 18 (which is counted from the conductive holder 14 in the direction of the first coaxial line 17) is selected from the condition β = 180 ° -240 °. In the construction shown in FIG. 1, the angle α = 90 ° and the angle β = 180 °.

Приведенное на фиг.6 распределение электрического (Е) и магнитного (Н) полей, а также поверхностных СВЧ-токов (I) в двухзазорном выходном резонаторе 5 на синфазном виде колебаний показывает следующее:Shown in Fig.6 distribution of electric (E) and magnetic (H) fields, as well as surface microwave currents (I) in a dual-gap output resonator 5 in the in-phase mode of oscillation shows the following:

- электрические поля выходного резонатора 5 сосредоточены в двух высокочастотных зазорах 11, 12 и имеют одинаковые направления;- the electric fields of the output resonator 5 are concentrated in two high-frequency gaps 11, 12 and have the same directions;

- магнитное поле выходного резонатора 5 сосредоточено в основном в области между центральной пролетной трубой 10 и боковой стенкой 13 выходного резонатора 5 и имеет максимальное значение в плоскости, проходящей через центр выходного резонатора 5 и перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора;- the magnetic field of the output resonator 5 is concentrated mainly in the region between the central span tube 10 and the side wall 13 of the output resonator 5 and has a maximum value in the plane passing through the center of the output resonator 5 and perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device;

- поверхностные СВЧ-токи текут по стенкам 8, 9, 13 выходного резонатора 5 и проводящему держателю 14, при этом СВЧ-токи, текущие по двум сторонам проводящего держателя 14, имеют противоположные направления, поэтому магнитное поле вокруг проводящего держателя 14 отсутствует.- surface microwave currents flow along the walls 8, 9, 13 of the output resonator 5 and the conductive holder 14, while the microwave currents flowing on two sides of the conductive holder 14 have opposite directions, so there is no magnetic field around the conductive holder 14.

Приведенное на фиг.7 распределение электрического (Е) и магнитного (Н) полей, а также поверхностных СВЧ-токов (I) в двухзазорном выходном резонаторе 5 на противофазном виде колебаний показывает следующее:Shown in Fig.7 distribution of electric (E) and magnetic (H) fields, as well as surface microwave currents (I) in a dual-gap output cavity 5 in antiphase mode of oscillation shows the following:

- электрические поля выходного резонатора 5 сосредоточены в двух высокочастотных зазорах 11, 12 и имеют противоположные направления;- the electric fields of the output resonator 5 are concentrated in two high-frequency gaps 11, 12 and have opposite directions;

- магнитные поля резонатора сосредоточены в основном в областях выходного резонатора 5, расположенных напротив высокочастотных зазоров 11, 12, и имеют противоположные направления, причем эти магнитные поля имеет наибольшие значения в плоскостях, расположенных параллельно торцевым стенкам 8, 9 выходного резонатора 5 и проходящих через середины высокочастотных зазоров 11, 12;- the magnetic fields of the resonator are concentrated mainly in the areas of the output resonator 5 located opposite the high-frequency gaps 11, 12 and have opposite directions, and these magnetic fields have the greatest values in planes parallel to the end walls 8, 9 of the output resonator 5 and passing through the middle high-frequency clearances 11, 12;

- поверхностные СВЧ-токи, текущие по двум сторонам проводящего держателя 14, имеют одинаковые направления и создают дополнительное магнитное поле вокруг проводящего держателя 14.- surface microwave currents flowing on two sides of the conductive holder 14 have the same directions and create an additional magnetic field around the conductive holder 14.

Вывод СВЧ-мощности из двухзазорного выходного резонатора 5 СВЧ-прибора в первую коаксиальную линию передачи 17 на противофазном виде колебаний, то есть на частоте ω, осуществляется эквивалентной петлей связи, образованной кондуктивным элементом связи 22, участком центральной пролетной трубы 10 между кондуктивным элементом связи 22 и проводящим держателем 14, самим проводящим держателем 14 и участком резонатора 5, расположенным между проводящим держателем 14 и внешним проводником 19 первой коаксиальной линии 17, причем плоскость эквивалентной петли связи лежит в плоскости среднего поперечного сечения двухзазорного выходного резонатора 5, расположенной перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора. При таком положении плоскости эквивалентной петли связи силовые линии магнитного поля противофазного вида колебаний, которое сосредоточено в основном вокруг проводящего держателя 14, будут пересекать плоскость эквивалентной петли связи, что обеспечивает вывод СВЧ-мощности в первую коаксиальную линию 17 на частоте ω, при этом магнитное поле синфазного вида колебаний в области расположения эквивалентной петли практически отсутствуют, вследствие чего СВЧ-мощность не будет выводиться в первую коаксиальную линию 17 на частоте 2ω. Расположение первой коаксиальной линии 17, а следовательно, и соединенного с ней кондуктивного элемента связи 22 вблизи проводящего держателя 14, позволяет эффективно регулировать величину добротности выходного резонатора 5 на противофазном виде колебаний для получения требуемого уровня выходной СВЧ-мощности на частоте ω за счет изменения площади эквивалентной петлей связи. При удалении первой коаксиальной линии 17 и кондуктивного элемента связи 22 от проводящего держателя 14 (в область выходного резонатора 5, где магнитное поле противофазного вида колебаний ослаблено) эффективность регулировки величины добротности выходного резонатора 5 снижается.The output of the microwave power from the dual-gap output resonator 5 of the microwave device to the first coaxial transmission line 17 in antiphase mode, that is, at the frequency ω, is carried out by an equivalent coupling loop formed by the conductive coupling element 22, a portion of the central span pipe 10 between the conductive coupling element 22 and a conductive holder 14, the conductive holder 14 itself and a portion of the resonator 5 located between the conductive holder 14 and the outer conductor 19 of the first coaxial line 17, the plane being equivalent to aphids communications medium lies in the plane of the cross-sectional dvuhzazornogo output cavity 5 perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device. With this position of the plane of the equivalent coupling loop, the lines of force of the magnetic field of the antiphase mode of oscillation, which is concentrated mainly around the conductive holder 14, will intersect the plane of the equivalent coupling loop, which ensures the output of microwave power into the first coaxial line 17 at the frequency ω, while the magnetic field there are practically no in-phase modes of oscillation in the region of the equivalent loop location, as a result of which the microwave power will not be output to the first coaxial line 17 at a frequency of 2ω. The location of the first coaxial line 17, and therefore the conductive coupling element 22 connected to it near the conductive holder 14, allows you to effectively control the quality factor of the output resonator 5 in antiphase mode of oscillation to obtain the required level of output microwave power at frequency ω by changing the area equivalent to loop connection. When you remove the first coaxial line 17 and the conductive coupling element 22 from the conductive holder 14 (in the region of the output cavity 5, where the magnetic field of the out-of-phase vibration mode is weakened), the efficiency of adjusting the quality factor of the output resonator 5 decreases.

Вывод СВЧ-мощности из выходного резонатора 5 СВЧ-прибора во вторую коаксиальную линию передачи 18 на синфазном виде колебаний, то есть на частоте 2ω, осуществляется петлей связи 26, выполненной в виде проводника и расположенной напротив центральной пролетной трубы 10. Первый конец петли связи 26 соединен с центральным проводником 24 второй коаксиальной линии 18, а второй ее конец соединен с боковой стенкой 13 выходного резонатора 5. В этом случае угол α между плоскостью, в которой расположена петля связи 26, и плоскостью, расположенной перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, выбирается в интервале значений 0°<α<180°, так как только при таком положении плоскости петли связи 26 силовые линии магнитного поля синфазного вида колебаний в выходном резонаторе 5 будут пересекать плоскость петли связи 26, что обеспечивает вывод СВЧ-мощности во вторую коаксиальную линию 18 начастоте 2ω. При этом уровень выводимой из выходного резонатора 5 мощности будет увеличиваться при приближении значения угла α к 90° (при α=90° уровень выводимой СВЧ-мощности будет максимальным) и будет уменьшаться при приближении значения угла α к 0° или к 180°. Таким образом, выбирая угол α в указанном интервале значений 0°<α<180°, можно регулировать уровень выводимой из выходного резонатора 5 во вторую коаксиальную линию 18 СВЧ-мощности на частоте ω. При углах α=0° и α=180° силовые линии магнитного поля синфазного вида колебаний не будут пересекать плоскость петли связи 26 и СВЧ мощность не будет выводиться во вторую коаксиальную линию 18 на частоте 2ω. Уровень выводимой из выходного резонатора 5 СВЧ-мощности можно также регулировать, изменяя площадь петли связи 26.The output of the microwave power from the output resonator 5 of the microwave device to the second coaxial transmission line 18 in common mode, that is, at a frequency of 2ω, is carried out by a communication loop 26 made in the form of a conductor and located opposite the central span pipe 10. The first end of the communication loop 26 connected to the central conductor 24 of the second coaxial line 18, and its second end connected to the side wall 13 of the output resonator 5. In this case, the angle α between the plane in which the communication loop 26 is located and the plane located perpendicular but the longitudinal axis of the microwave device is selected in the range of 0 ° <α <180 °, since only with this position of the plane of the coupling loop 26 the magnetic field lines of the in-phase mode of oscillation in the output resonator 5 will intersect the plane of the coupling loop 26, which provides a conclusion Microwave power to the second coaxial line 18 at a frequency of 2ω. In this case, the level of power output from the output resonator 5 will increase as the angle α approaches 90 ° (at α = 90 °, the level of microwave power output will be maximum) and will decrease as the angle α approaches 0 ° or 180 °. Thus, by choosing the angle α in the indicated range of values 0 ° <α <180 °, it is possible to adjust the level of the microwave power output from the output resonator 5 to the second coaxial line 18 at the frequency ω. At angles α = 0 ° and α = 180 °, the magnetic field lines of the common-mode mode of vibration will not cross the plane of the coupling loop 26 and the microwave power will not be output to the second coaxial line 18 at a frequency of 2ω. The level of microwave power output from the output resonator 5 can also be adjusted by changing the area of the communication loop 26.

При этом СВЧ мощность противофазного вида колебаний на частоте ω не будет выводиться во вторую коаксиальную линию 18. Это объясняется следующим. В случае если продольный размер петли связи 26 (то есть ее размер вдоль продольной оси СВЧ-прибора) существенно меньше длины центральной пролетной трубы 1, магнитное поле противофазного вида колебаний в области расположения петли связи 26 близко к нулевому значению. В случае если продольный размер петли связи 26 сравним с длиной центральной пролетной трубы 10 или превышает эту длину, то петлю связи 26 пронизывают силовые линии магнитного поля противофазного вида колебаний, при этом половину петли связи 26 пронизывают силовые линии магнитного поля одного направления, а другую половину петли связи 26 пронизывают силовые линии магнитного поля противоположного направления, в результате чего (при выполнении условия, что петля связи 26 расположена равноудаленно от торцевых стенок 8, 9 двухзазорного выходного резонатора 5), через петлю связи 26 СВЧ-мощность противофазного вида колебаний во вторую коаксиальную линию 18 не передается.In this case, the microwave power of the antiphase mode of oscillations at the frequency ω will not be output to the second coaxial line 18. This is explained by the following. If the longitudinal size of the communication loop 26 (that is, its size along the longitudinal axis of the microwave device) is significantly less than the length of the central span pipe 1, the magnetic field of the antiphase mode of oscillation in the region of the location of the communication loop 26 is close to zero. If the longitudinal size of the communication loop 26 is comparable with the length of the central span pipe 10 or exceeds this length, then the communication loop 26 is pierced by the magnetic field lines of the antiphase mode of vibration, while half the communication loop 26 is pierced by the magnetic field lines of the magnetic field in one direction and the other half communication loops 26 penetrate the magnetic field lines of the opposite direction, as a result of which (under the condition that the communication loop 26 is equidistant from the end walls 8, 9 of the double-gap output p resonator 5) via a communication loop 26, the microwave power antiphase oscillation mode into the second coaxial line 18 is not transmitted.

Выбор угла β между осями проводящего держателя 14 и второй коаксиальной линии передачи 18 в пределах от 180° до 240° обусловлен необходимостью максимального снижения взаимного влияния магнитных полей синфазного и противофазного видов колебаний. Это влияние будет незначительным, если вторая коаксиальная линия 18 будет достаточно удалена от проводящего держателя 14 и от расположенной вблизи него первой коаксиальной линии 17, что обеспечивается при выполнении условия β=180°÷240°. При углах β меньше 180° вторая коаксиальная линия 18 приближается к первой коаксиальной линии 17, а при углах β больше 240° вторая коаксиальная линия 18, хотя и удаляется от первой коаксиальной линии 17, но приближается к проводящему держателю 14, что приводит к увеличению взаимного влияния магнитных полей синфазного и противофазного видов колебаний и не обеспечивает прохождения СВЧ-мощности только на одном виде колебаний в каждую из коаксиальных линий передачи 17, 18 устройства для вывода СВЧ-энергии.The choice of the angle β between the axes of the conductive holder 14 and the second coaxial transmission line 18 in the range from 180 ° to 240 ° is due to the need to minimize the mutual influence of the magnetic fields of the in-phase and antiphase modes of vibration. This effect will be insignificant if the second coaxial line 18 is sufficiently distant from the conductive holder 14 and from the first coaxial line 17 located near it, which is ensured when the condition β = 180 ° ÷ 240 ° is fulfilled. At angles β less than 180 °, the second coaxial line 18 approaches the first coaxial line 17, and at angles β greater than 240 °, the second coaxial line 18, although it moves away from the first coaxial line 17, approaches the conducting holder 14, which leads to an increase in the mutual the influence of magnetic fields in-phase and antiphase modes and does not ensure the passage of microwave power on only one type of vibration in each of the coaxial transmission lines 17, 18 of the device for outputting microwave energy.

Согласно второму варианту изобретения СВЧ-прибор клистронного типа (изображенный на фиг.8) с двухзазорным выходным резонатором (изображенным на фиг.9 и 10) содержит электронную пушку 1, входной резонатор 2 и промежуточные резонаторы 3 (образующие в совокупности многорезонаторный группирователь электронных сгустков) с пролетными трубами 4, цилиндрический двухзазорный выходной резонатор 5 с первой 6, второй 7 пролетными трубами и расположенной между ними и отделенной от них высокочастотными зазорами 11 и 12 центральной пролетной трубой 10, а также коллектор 15, устройство для ввода СВЧ-энергии в виде установленной с внешней стороны входного резонатора 2 коаксиальной линии передачи 16 и устройство для вывода СВЧ-энергии, содержащее первую 17 и вторую 18 коаксиальные линии передачи, установленные с внешней стороны выходного резонатора 5 перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора.According to a second embodiment of the invention, the klystron type microwave device (depicted in Fig. 8) with a dual-gap output resonator (depicted in Figs. 9 and 10) contains an electron gun 1, an input resonator 2, and intermediate resonators 3 (which together form a multi-cavity electron bunch bunching device) with span tubes 4, a cylindrical two-gap output resonator 5 with a first 6, second 7 span tubes and a central span tube 10 located between them and separated from them by high-frequency gaps 11 and 12, and also a collector 15, a device for inputting microwave energy in the form of a coaxial transmission line 16 mounted on the outside of the input resonator 2 and a device for outputting microwave energy containing the first 17 and second 18 coaxial transmission lines mounted on the outside of the output resonator 5 perpendicular to the longitudinal axis Microwave device.

В двухзазорном выходном резонаторе 5 первая 6 и вторая 7 пролетные трубы прикреплены соответственно к торцевым стенкам 8 и 9 этого резонатора, а центральная пролетная труба 10 расположена между пролетными трубами 6, 7 и равноудаленно от торцевых стенок 8 и 9.In the double-gap output resonator 5, the first 6 and second 7 span tubes are attached respectively to the end walls 8 and 9 of this resonator, and the central span tube 10 is located between the span tubes 6, 7 and equidistant from the end walls 8 and 9.

Первая коаксиальная линия передачи 17 предназначена для вывода из выходного резонатора 5 СВЧ-мощности противофазного вида колебаний на частоте ω. Она расположена вблизи первого проводящего держателя 14. Внешний проводник 19 первой коаксиальной линии 17 соединен с боковой стенкой 13 выходного резонатора 5, а центральный проводник 20 первой коаксиальной линии 17 введен в выходной резонатор 5 через первое отверстие 21 в его боковой стенке 13. Первая коаксиальная линия 17 связана с выходным резонатором 5 с помощью размещенного в выходном резонаторе 5 кондуктивного элемента связи 22, выполненного в виде проводника, который размещен в плоскости среднего поперечного сечения выходного резонатора 5. Первый конец кондуктивного элемента связи 22 соединен с центральным проводником 20 первой коаксиальной линии 17, а второй конец кондуктивного элемента связи 22 соединен с центральной пролетной трубой 10.The first coaxial transmission line 17 is designed to output from the output cavity 5 of the microwave power of the antiphase mode of oscillation at a frequency ω. It is located near the first conductive holder 14. The outer conductor 19 of the first coaxial line 17 is connected to the side wall 13 of the output resonator 5, and the center conductor 20 of the first coaxial line 17 is inserted into the output resonator 5 through the first hole 21 in its side wall 13. The first coaxial line 17 is connected to the output resonator 5 by means of a conductive coupling element 22 located in the output resonator 5, made in the form of a conductor, which is placed in the plane of the middle cross section of the output resonator 5. he first end of the conductive connection member 22 is connected to the center conductor 20 of the first coaxial line 17 and the second end of the conductive connection member 22 is connected to the central tube 10 the transit.

Вторая коаксиальная линия 18 предназначена для вывода из выходного резонатора 5 СВЧ-мощности синфазного вида колебаний на частоте 2ω. Внешний проводник 23 второй коаксиальной линии 18 соединен с боковой стенкой 13 выходного резонатора 5, а центральный проводник 24 второй коаксиальной линии 18 введен в выходной резонатор 5 через второе отверстие 25 в его боковой стенке 13. Вторая коаксиальная линия 18 связана с выходным резонатором 5 с помощью размещенной в выходном резонаторе 5 петли связи 26, выполненной в виде проводника и расположенной напротив центральной пролетной трубы 10 равноудаленно от торцевых стенок 8 и 9 выходного резонатора 5. Первый конец петли связи 26 соединен с центральным проводником 24 второй коаксиальной линии 18, а второй конец петли связи 26 соединен с боковой стенкой 13 выходного резонатора 5.The second coaxial line 18 is designed to output from the output cavity 5 of the microwave power in-phase mode of oscillation at a frequency of 2ω. The outer conductor 23 of the second coaxial line 18 is connected to the side wall 13 of the output resonator 5, and the central conductor 24 of the second coaxial line 18 is inserted into the output resonator 5 through the second hole 25 in its side wall 13. The second coaxial line 18 is connected to the output resonator 5 by placed in the output resonator 5 of the communication loop 26, made in the form of a conductor and located opposite the Central span tube 10 equidistant from the end walls 8 and 9 of the output resonator 5. The first end of the communication loop 26 is connected to the center lnym second conductor 24 of the coaxial line 18 and a second end loop 26 is connected with the side wall 13 of the output resonator 5.

Угол α между плоскостью, в которой расположена петля связи 26, и плоскостью, расположенной перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора (например, плоскостью, совпадающей с торцевой поверхностью пролетной трубы), выбирают так же, как в первом варианте изобретения, из условия: 0°<α<180° (в показанном на фиг.8 примере выполнения предлагаемого СВЧ-прибора клистронного типа угол α составляет 90°). Как и в первом варианте изобретения, выбор угла α в указанных предела обеспечивает вывод СВЧ-мощности из выходного резонатора 5 СВЧ-прибора во вторую коаксиальную линию передачи 18 на синфазном виде колебаний, то есть на частоте 2ω.The angle α between the plane in which the coupling loop 26 is located and the plane perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device (for example, a plane coinciding with the end surface of the span pipe) is chosen in the same way as in the first embodiment of the invention from the condition: 0 ° <α <180 ° (in the embodiment of the klystron type microwave device of FIG. 8 shown, the angle α is 90 °). As in the first embodiment of the invention, the choice of the angle α in the specified limit provides the output of the microwave power from the output resonator 5 of the microwave device to the second coaxial transmission line 18 in common mode, that is, at a frequency of 2ω.

В отличие от первого варианта изобретения во втором варианте изобретения центральная пролетная труба 10 прикреплена к боковой стенке 13 выходного резонатора 5 с помощью расположенных напротив друг друга первого 14 и второго 27 проводящих держателей. Кроме того, угол γ между осями первого проводящего держателя 14 (вблизи которого расположена первая коаксиальная линия передачи) и второй коаксиальной линии 18, который отсчитывают от первого проводящего держателя в сторону первой коаксиальной линии передачи, выбирают из условия γ=240°-300° (в показанном на фиг.8 примере выполнения предлагаемого СВЧ-прибора клистронного типа угол γ составляет 270°).In contrast to the first embodiment of the invention, in the second embodiment of the invention, the central span tube 10 is attached to the side wall 13 of the output resonator 5 by means of opposing first 14 and second 27 conductive holders. In addition, the angle γ between the axes of the first conductive holder 14 (near which the first coaxial transmission line is located) and the second coaxial line 18, which is counted from the first conductive holder in the direction of the first coaxial transmission line, is selected from the condition γ = 240 ° -300 ° ( in the exemplary embodiment of the klystron type microwave device of FIG. 8 shown, the angle γ is 270 °).

Во втором варианте изобретения распределение электрического и магнитного полей, а также поверхностных СВЧ-токов в двухзазорном выходном резонаторе 5 на синфазном виде колебаний имеет такой же характер, как и в первом варианте изобретения. При этом во втором варианте изобретения по обеим сторонам второго проводящего держателя 27 также текут поверхностные СВЧ-токи, которые имеют противоположные направления для синфазного вида колебаний и одинаковое направление для противофазного вида колебаний. Поэтому вокруг второго проводящего держателя 27 (так же, как вокруг первого проводящего держателя 14) магнитное поле отсутствует для синфазного вида колебаний и создается дополнительное магнитное поле для противофазного вида колебаний.In the second embodiment of the invention, the distribution of electric and magnetic fields, as well as surface microwave currents in the dual-gap output resonator 5 in the in-phase mode of oscillations is of the same nature as in the first embodiment of the invention. Moreover, in the second embodiment of the invention, surface microwave currents also flow on both sides of the second conductive holder 27, which have opposite directions for the in-phase mode of vibration and the same direction for the antiphase mode of vibration. Therefore, around the second conductive holder 27 (as well as around the first conductive holder 14), a magnetic field is absent for the in-phase mode of vibration and an additional magnetic field is created for the antiphase mode of vibration.

Выбор угла γ между осями первого проводящего держателя 14 и второй коаксиальной линии передачи 18 в заданном интервале значений обусловлен необходимостью максимального снижения взаимного влияния магнитных полей синфазного и противофазного видов колебаний. Это влияние будет незначительным, если вторая коаксиальная линия 18 достаточно удалена как от первого проводящего держателя 14 (и от расположенной вблизи него первой коаксиальной линии 17), так и от второго проводящего держателя 27, что обеспечивается при выполнении условия γ=240°-300°. В этом случае вторая коаксиальная линия 18 расположена между двумя проводящими держателями 14, 27 в той части двухзазорного выходного резонатора 5, где первая коаксиальная линия 17 отсутствует.The choice of the angle γ between the axes of the first conductive holder 14 and the second coaxial transmission line 18 in a given range of values is due to the need to minimize the mutual influence of magnetic fields of in-phase and antiphase modes of vibration. This effect will be insignificant if the second coaxial line 18 is sufficiently distant both from the first conductive holder 14 (and from the first coaxial line 17 located close to it) and from the second conductive holder 27, which is ensured when the condition γ = 240 ° -300 ° . In this case, the second coaxial line 18 is located between two conductive holders 14, 27 in that part of the dual-gap output cavity 5, where the first coaxial line 17 is absent.

При углах γ меньше 240° вторая коаксиальная линия 18 приближается ко второму проводящему держателю 27, а при углах γ больше 300° вторая коаксиальная линия 18 приближается к первому проводящему держателю 14, что приводит к увеличению взаимного влияния магнитных полей синфазного и противофазного видов колебаний и не обеспечивает прохождения СВЧ-мощности только на одном виде колебаний в каждую из коаксиальных линий передачи 17, 18 устройства для вывода СВЧ-энергии.At angles γ less than 240 °, the second coaxial line 18 approaches the second conductive holder 27, and at angles γ greater than 300 ° the second coaxial line 18 approaches the first conductive holder 14, which leads to an increase in the mutual influence of the magnetic fields of the in-phase and antiphase modes of vibration and not provides the passage of microwave power on only one type of oscillation in each of the coaxial transmission lines 17, 18 of the device for outputting microwave energy.

Предлагаемый СВЧ-прибор клистронного типа по первому варианту изобретения, конструкция которого показана на фиг.1, работает следующим образом.The proposed microwave device of the klystron type according to the first embodiment of the invention, the design of which is shown in figure 1, operates as follows.

Электронный поток, сформированный электронной пушкой 1, проходя входной резонатор 2 СВЧ-прибора, модулируется по скорости с частотой входного СВЧ-сигнала ω, подаваемого на коаксиальную линию передачи 16 устройства для ввода СВЧ-энергии, в результате чего осуществляется группировка электронного потока по плотности. При прохождении электронного потока через последующие резонаторы 3 группирователя электронных сгустков происходит дальнейшая группировка электронов, в результате чего образуются сильно сгруппированные электронные сгустки с частотой повторения ω. Далее электронные сгустки поступают в двухзазорный выходной резонатор 5. В первом ВЧ зазоре 11 двухзазорного выходного резонатора 5 каждый электронный сгусток попадает в тормозящее электрическое СВЧ-поле, то есть в отрицательные фазы СВЧ-напряжения, противофазного и синфазного видов колебаний. Подбором параметров двухзазорного выходного резонатора 5 обеспечивают настройку его противофазного вида колебаний на частоту ω, а синфазного вида колебаний - на частоту 2ω. При этом расстояние между первым 11 и вторым 12 ВЧ зазорами двухзазорного выходного резонатора 5 выбирают таким образом, чтобы каждый электронный сгусток во втором ВЧ зазоре 12 двухзазорного выходного резонатора 5 попал в тормозящее электрическое СВЧ-поле противофазного вида колебаний. При указанной настройке двухзазорного выходного резонатора 5 каждый электронный сгусток во втором ВЧ зазоре 12 автоматически попадает в тормозящее электрическое СВЧ-поле синфазного вида колебаний. Таким образом, в первом 11 и втором 12 ВЧ зазорах двухзазорного выходного резонатора 5 электронные сгустки всегда попадают в тормозящую фазу электрических СВЧ-полей противофазного и синфазного видов колебаний, что приводит к эффективному отбору энергии от электронного потока СВЧ-полями противофазного и синфазного видов колебаний одновременно.The electron stream generated by the electron gun 1, passing through the input resonator 2 of the microwave device, is modulated in speed with the frequency of the input microwave signal ω supplied to the coaxial transmission line 16 of the device for inputting microwave energy, as a result of which the electron beam is grouped by density. When the electron beam passes through the subsequent resonators 3 of the bunching electron bunch, a further grouping of electrons occurs, resulting in the formation of highly grouped electron bunching with a repetition frequency ω. Next, the electron bunches enter the double-gap output resonator 5. In the first RF gap 11 of the double-gap output resonator 5, each electron bunch enters the braking electric microwave field, i.e., into the negative phases of the microwave voltage, antiphase and in-phase modes. The selection of the parameters of the dual-gap output resonator 5 ensures that its antiphase mode of oscillation is tuned to the frequency ω, and the in-phase mode of oscillation is tuned to the frequency of 2ω. In this case, the distance between the first 11 and second 12 HF gaps of the double-gap output resonator 5 is chosen so that each electron bunch in the second HF gap 12 of the double-gap output resonator 5 falls into the anti-phase oscillating electric microwave microwave field. With this setting of the dual-gap output resonator 5, each electron bunch in the second RF gap 12 automatically enters the braking electric microwave field of the in-phase oscillation mode. Thus, in the first 11 and second 12 rf gaps of the dual-gap output resonator 5, electron bunches always fall into the braking phase of the electric microwave fields of the out-of-phase and in-phase modes of oscillation, which leads to the effective selection of energy from the electron stream by the microwave fields of the out-of-phase and in-phase modes .

Эти результаты поясняются диаграммами, приведенными на фиг.11, на которых показано распределение в двухзазорном выходном-резонаторе 5 СВЧ-напряжений противофазного вида колебаний Uпр.ф.1 и Uпр.ф.2 с частотой ω и синфазного вида колебаний Uc.ф.1 и Uс.ф.2 с частотой 2ω соответственно в первом 11 и втором 12 ВЧ зазорах в зависимости от времени t, а также показано положение электронного сгустка 28. Из указанных временных диаграмм видно, что в обоих ВЧ зазорах электронные сгустки всегда попадают в тормозящую фазу электрического СВЧ-поля.These results are illustrated by the diagrams shown in Fig. 11, which shows the distribution in the double-gap output resonator 5 of the microwave voltage of the out-of-phase oscillation mode U ave. 1 and U ave. 2 with a frequency ω and a common-mode mode of vibration U c. 1 and U s.F. 2 with a frequency of 2ω in the first 11 and second 12 HF gaps, respectively, depending on time t, and the position of the electron bunch 28 is also shown. It can be seen from the indicated time diagrams that in both HF gaps electron bunches are always fall into the braking phase of the electric microwave field.

При обратной настройке, когда противофазный вид колебаний двухзазорного выходного резонатора 5 настроен на частоту 2ω, а синфазный вид колебаний - на частоту ω, каждый электронный сгусток 28 попадает в тормозящее электрическое СВЧ-поле синфазного вида колебание в первом 11 и во втором 12 ВЧ зазорах двухзазорного выходного резонатора 5, то есть электронный сгусток отдает энергию СВЧ-полю в этих ВЧ зазорах. Для противофазного вида колебаний двухзазорного выходного резонатора 5 электронный сгусток в первом ВЧ зазоре 11 двухзазорного выходного резонатора 5 попадает в тормозящее электрическое СВЧ-поле, то есть также отдает энергию СВЧ-полю этого ВЧ зазора. При этом во втором ВЧ зазоре 12 электронный сгусток попадает в ускоряющее электрическое СВЧ-поле, то есть отбирает энергию от СВЧ-поля двухзазорного выходного резонатора 5, что снижает эффективность работы СВЧ-прибора. Эти результаты поясняются приведенными на фиг.12 временными диаграммами распределения в двухзазорном выходном резонаторе 5 СВЧ-напряжений противофазного вида колебаний Uпр.ф.1 и Uпр.ф.2 с частотой 2ω и синфазного вида колебаний Uс.ф.1 и Uс.ф.2 с частотой ω соответственно в первом и втором ВЧ зазорах.In reverse tuning, when the antiphase mode of oscillation of the two-gap output resonator 5 is tuned to the frequency 2ω, and the in-phase mode of oscillation is tuned to the frequency ω, each electron bunch 28 enters the braking electric microwave field of the in-phase type oscillation in the first 11 and second 12 rf gaps of the double-gap output cavity 5, that is, an electron bunch gives off energy to the microwave field in these RF gaps. For the antiphase mode of oscillation of the double-gap output resonator 5, the electron bunch in the first RF gap 11 of the double-gap output resonator 5 enters the braking electric microwave field, that is, it also gives off energy to the microwave field of this RF gap. In this case, in the second RF gap 12, the electron bunch enters the accelerating electric microwave field, that is, it takes energy from the microwave field of the dual-gap output cavity 5, which reduces the efficiency of the microwave device. These results are illustrated in FIG. 12 by timing diagrams of the distribution in the double-gap output resonator 5 of the microwave voltage of the out-of-phase oscillation mode U a.ph. 1 and U ave.ph. 2 with a frequency of 2ω and the common-mode type of vibration U a.ph. s.f.2 with frequency ω, respectively, in the first and second HF gaps.

Таким образом (как видно из фиг.11 и 12), эффективный отбор энергии от электронного сгустка происходит только тогда, когда противофазный вид колебаний двухзазорного выходного резонатора настроен на частоту ω (частоту повторения электронных сгустков), а синфазный вид колебаний настроен на частоту 2ω.Thus (as can be seen from Figs. 11 and 12), the effective selection of energy from an electron bunch occurs only when the antiphase mode of oscillations of the two-gap output resonator is tuned to the frequency ω (repetition frequency of electron bunches), and the in-phase mode of oscillations is tuned to the frequency 2ω.

Из двухзазорного выходного резонатора 5 СВЧ-энергия на частоте ω поступает в первую коаксиальную линию передачи 17 устройства для вывода СВЧ-энергии, а затем в нагрузку. СВЧ-энергия на частоте 2ω поступает во вторую коаксиальную линию передачи 18 устройства для вывода СВЧ-энергии, а затем в нагрузку. При этом к первой коаксиальной линии передачи 17 подсоединен кондуктивный элемент связи 22, обеспечивающий связь коаксиальной линии 17 с двухзазорным выходным резонатором 5. Ко второй коаксиальной линии передачи 18 подсоединена петля связи 26, обеспечивающая связь второй коаксиальной линии 18 с двухзазорным выходным резонатором 5. Заданное расположение кондуктивного элемента связи 22 и петли связи 26 в выходном резонаторе 5 обеспечивают одновременный вывод СВЧ-мощности из выходного резонатора 5 на противофазном виде колебаний (посредством кондуктивного элемента связи 22) в первую коаксиальную линию передачи 17 и на синфазном виде колебаний (посредством петли связи 26) во вторую коаксиальную линию передачи 18.From the dual-gap output resonator 5, microwave energy at a frequency ω is supplied to the first coaxial transmission line 17 of the device for outputting microwave energy, and then to the load. Microwave energy at a frequency of 2ω enters the second coaxial transmission line 18 of the device for outputting microwave energy, and then to the load. At the same time, a conductive communication element 22 is connected to the first coaxial transmission line 17, which ensures the coupling of the coaxial line 17 with the dual-gap output resonator 5. A communication loop 26 is connected to the second coaxial transmission line 18, which ensures the connection of the second coaxial line 18 with the dual-gap output resonator 5. Preset location conductive coupling element 22 and coupling loops 26 in the output resonator 5 provide simultaneous output of microwave power from the output resonator 5 in antiphase mode of oscillation (by means of uktivnogo coupling element 22), the first coaxial transmission line 17 and a common-mode oscillation (via loop 26) to a second coaxial transmission line 18.

Предлагаемый СВЧ-прибор клистронного типа по второму варианту изобретения, конструкция которого показана на фиг.8, работает аналогичным образом.The proposed klystron type microwave device according to the second embodiment of the invention, the construction of which is shown in Fig. 8, works in a similar way.

Таким образом, предлагаемый СВЧ-прибор клистронного типа (по первому и второму вариантам изобретения), обеспечивает при подаче на вход СВЧ-прибора СВЧ-сигнала с частотой ω получение на его выходе СВЧ-колебаний одновременно на двух кратных частотах ω и 2ω и осуществление вывода каждого из этих колебаний в отдельный канал, что расширяет функциональные возможности СВЧ-прибора. При этом величина СВЧ-мощности, полученной на выходе СВЧ-прибора на частотах ω и 2ω, существенно превышает величину СВЧ-мощности, поданной на вход СВЧ-прибора.Thus, the proposed klystron type microwave device (according to the first and second variants of the invention) provides when a microwave signal with a frequency ω is fed to the input of a microwave device with a frequency of receiving microwave oscillations at its output at two multiple frequencies ω and 2ω and outputting each of these oscillations in a separate channel, which expands the functionality of the microwave device. The magnitude of the microwave power received at the output of the microwave device at frequencies ω and 2ω, significantly exceeds the value of the microwave power supplied to the input of the microwave device.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство СССР №1658771, МПК: H01J 25/10, опубл. 15.06.1992 г.1. USSR author's certificate No. 1658771, IPC: H01J 25/10, publ. 06/15/1992

2. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Том 2. М.: Высшая школа, 1972, с.152-152.2. Lebedev I.V. Microwave equipment and devices. Volume 2. M.: Higher School, 1972, p. 152-152.

3. Патент США №4284922, МПК: H01J 25/10, опубл, 18.08.1981 г.3. US patent No. 4284922, IPC: H01J 25/10, publ., 08/18/1981

4. Патент РФ №2390870, МПК: H01J 25/02, опубл, 27.05.2010 г.4. RF patent No. 2390870, IPC: H01J 25/02, publ., May 27, 2010.

5. Патент РФ №2194330, МПК: H01J 25/10, опубл, 10.12.1992 г.5. RF patent No. 2194330, IPC: H01J 25/10, publ. 10.12.1992,

Claims (2)

1. СВЧ-прибор клистронного типа, содержащий электронную пушку, многорезонаторный группирователь электронных сгустков, двухзазорный выходной резонатор и коллектор, а также устройство для ввода СВЧ-энергии и устройство для вывода СВЧ-энергии, причем двухзазорный выходной резонатор содержит расположенные соосно продольной оси СВЧ-прибора первую и вторую пролетные трубы, прикрепленные к установленным перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора торцевым стенкам двухзазорного выходного резонатора, расположенным со стороны группирователя электронных сгустков и со стороны коллектора соответственно, и установленную между первой и второй пролетными трубами и отделенную от них высокочастотными зазорами центральную пролетную трубу, прикрепленную к боковой стенке двухзазорного выходного резонатора с помощью проводящего держателя, расположенного перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, а устройство для вывода СВЧ-энергии содержит первую коаксиальную линию передачи, которая установлена с внешней стороны двухзазорного выходного резонатора перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, внешний проводник первой коаксиальной линии передачи соединен с боковой стенкой двухзазорного выходного резонатора, а ее центральный проводник введен в двухзазорный выходной резонатор через первое отверстие в боковой стенке двухзазорного выходного резонатора, при этом первая коаксиальная линия передачи связана с двухзазорным выходным резонатором с помощью размещенного в двухзазорном выходном резонаторе кондуктивного элемента связи, выполненного в виде проводника, причем первый конец кондуктивного элемента связи соединен с центральным проводником первой коаксиальной линии передачи, отличающийся тем, что двухзазорный выходной резонатор настроен одновременно на противофазный вид колебаний с рабочей частотой ω и на синфазный вид колебаний с рабочей частотой 2ω, при этом первая коаксиальная линия передачи расположена вблизи проводящего держателя, центральная пролетная труба двухзазорного выходного резонатора расположена равноудаленно от его торцевых стенок, второй конец кондуктивного элемента связи соединен с центральной пролетной трубой двухзазорного выходного резонатора, при этом кондуктивный элемент связи размещен в плоскости среднего поперечного сечения двухзазорного выходного резонатора, расположенной перпендикулярной продольной оси СВЧ-прибора, устройство для вывода СВЧ-энергии дополнительно содержит вторую коаксиальную линию передачи, которая установлена с внешней стороны двухзазорного выходного резонатора перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, внешний проводник второй коаксиальной линии передачи соединен с боковой стенкой двухзазорного выходного резонатора, а ее центральный проводник введен в двухзазорный выходной резонатор через второе отверстие в боковой стенке двухзазорного выходного резонатора, при этом вторая коаксиальная линия передачи связана с двухзазорным выходным резонатором с помощью размещенной в двухзазорном выходном резонаторе петли связи, выполненной в виде проводника, причем петля связи расположена напротив центральной пролетной трубы равноудаленно от торцевых стенок двухзазорного выходного резонатора, первый конец петли связи соединен с центральным проводником второй коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии, а второй конец петли связи соединен с боковой стенкой выходного резонатора, при этом угол α между плоскостью, в которой расположена петля связи, и плоскостью, расположенной перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, выбирают из условия:
0°<α<180°,
а угол β между осями проводящего держателя и второй коаксиальной линии передачи, который отсчитывают от проводящего держателя в сторону первой коаксиальной линии передачи, выбирают из условия:
β=180-240°.1. A klystron-type microwave device containing an electron gun, a multi-resonator bunching device for electron bunches, a dual-gap output resonator and a collector, as well as a device for inputting microwave energy and a device for outputting microwave energy, the dual-gap output resonator comprising a microwave axis located coaxially to the longitudinal axis instrument first and second span pipes attached to the end walls of the dual-gap output resonator mounted perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, located on the side of the grouper electron bunches and from the collector side, respectively, and a central span pipe installed between the first and second span tubes and separated from them by high-frequency gaps, attached to the side wall of the two-gap output resonator using a conductive holder located perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, and an output device Microwave energy contains the first coaxial transmission line, which is installed on the outside of the dual-gap output resonator perpendicular to the longitudinal and a microwave device, the outer conductor of the first coaxial transmission line is connected to the side wall of the double-gap output resonator, and its central conductor is introduced into the double-gap output resonator through the first hole in the side wall of the double-gap output resonator, while the first coaxial transmission line is connected to the double-gap output resonator with using a conductive coupling element located in a double-gap output resonator made in the form of a conductor, the first end of the conductive coupling element with dinene with a central conductor of the first coaxial transmission line, characterized in that the two-gap output resonator is simultaneously tuned to the antiphase mode of oscillation with an operating frequency of ω and the in-phase mode of oscillation of an operating frequency of 2ω, while the first coaxial transmission line is located near the conductive holder, the central span tube the dual-gap output resonator is located equidistant from its end walls, the second end of the conductive coupling element is connected to the central span tube zona output resonator, while the conductive coupling element is placed in the plane of the middle cross section of a two-gap output resonator located perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, the device for outputting microwave energy further comprises a second coaxial transmission line that is installed on the outside of the dual-gap output resonator perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, the outer conductor of the second coaxial transmission line is connected to the side wall of the dual-gap output resonance ora, and its central conductor is introduced into the double-gap output resonator through the second hole in the side wall of the double-gap output resonator, while the second coaxial transmission line is connected to the double-gap output resonator using a communication loop made in the form of a conductor located in the double-gap output resonator, wherein the communication loop located opposite the central span pipe equidistant from the end walls of the dual-gap output resonator, the first end of the communication loop is connected to the Central conductor Torah coaxial line output microwave energy, and the second end of the loop connection is connected to the side wall of the output cavity, the angle α between the plane in which the loop is located, and a plane perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device is selected from the condition:
0 ° <α <180 °,
and the angle β between the axes of the conductive holder and the second coaxial transmission line, which is counted from the conductive holder towards the first coaxial transmission line, is selected from the condition:
β = 180-240 °. 2. СВЧ-прибор клистронного типа, содержащий электронную пушку, многорезонаторный группирователь электронных сгустков, двухзазорный выходной резонатор и коллектор, а также устройство для ввода СВЧ-энергии и устройство для вывода СВЧ-энергии, причем двухзазорный выходной резонатор содержит расположенные соосно продольной оси СВЧ-прибора первую и вторую пролетные трубы, прикрепленные к установленным перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора торцевым стенкам двухзазорного выходного резонатора, расположенным со стороны группирователя электронных сгустков и со стороны коллектора соответственно, и установленную между первой и второй пролетными трубами и отделенную от них высокочастотными зазорами центральную пролетную трубу, прикрепленную к боковой стенке двухзазорного выходного резонатора с помощью первого проводящего держателя, расположенного перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, а устройство для вывода СВЧ-энергии содержит первую коаксиальную линию передачи, которая установлена с внешней стороны двухзазорного выходного резонатора перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, внешний проводник первой коаксиальной линии передачи соединен с боковой стенкой двухзазорного выходного резонатора, а ее центральный проводник введен в двухзазорный выходной резонатор через первое отверстие в боковой стенке двухзазорного выходного резонатора, при этом первая коаксиальная линия передачи связана с двухзазорным выходным резонатором с помощью размещенного в двухзазорном выходном резонаторе кондуктивного элемента связи, выполненного в виде проводника, причем первый конец кондуктивного элемента связи соединен с центральным проводником первой коаксиальной линии передачи, отличающийся тем, что двухзазорный выходной резонатор настроен одновременно на противофазный вид колебаний с рабочей частотой ω и на синфазный вид колебаний с рабочей частотой 2ω, при этом первая коаксиальная линия передачи расположена вблизи первого проводящего держателя, центральная пролетная труба двухзазорного выходного резонатора расположена равноудаленно от его торцевых стенок, второй конец кондуктивного элемента связи соединен с центральной пролетной трубой двухзазорного выходного резонатора, при этом кондуктивный элемент связи размещен в плоскости среднего поперечного сечения двухзазорного выходного резонатора, расположенной перпендикулярной продольной оси СВЧ-прибора, устройство для вывода СВЧ-энергии дополнительно содержит вторую коаксиальную линию передачи, которая установлена с внешней стороны двухзазорного выходного резонатора перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, внешний проводник второй коаксиальной линии передачи соединен с боковой стенкой двухзазорного выходного резонатора, а ее центральный проводник введен в двухзазорный выходной резонатор через второе отверстие в боковой стенке двухзазорного выходного резонатора, при этом вторая коаксиальная линия передачи связана с двухзазорным выходным резонатором с помощью размещенной в двухзазорном выходном резонаторе петли связи, выполненной в виде проводника, причем петля связи расположена напротив центральной пролетной трубы равноудаленно от торцевых стенок двухзазорного выходного резонатора, первый конец петли связи соединен с центральным проводником второй коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии, а второй конец петли связи соединен с боковой стенкой выходного резонатора, для крепления центральной пролетной трубы к боковой стенке двухзазорного выходного резонатора он дополнительно содержит второй проводящий держатель, расположенный напротив первого проводящего держателя и перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, при этом угол α между плоскостью, в которой расположена петля связи, и плоскостью, расположенной перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, выбирают из условия:
0°<α<180°,
а угол γ между осями первого проводящего держателя и второй коаксиальной линии передачи, который отсчитывают от первого проводящего держателя в сторону первой коаксиальной линии передачи, выбирают из условия:
γ=240-300°. 2. A klystron type microwave device containing an electron gun, a multi-resonator bunching device for electron bunches, a dual-gap output resonator and a collector, as well as a device for inputting microwave energy and a device for outputting microwave energy, the dual-gap output resonator comprising a microwave axis located coaxially to the longitudinal axis instrument first and second span pipes attached to the end walls of the dual-gap output resonator mounted perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, located on the side of the grouper electron bunches and from the collector side, respectively, and a central span pipe installed between the first and second span tubes and separated from them by high-frequency gaps, attached to the side wall of the two-gap output resonator using the first conductive holder located perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, and the device for output microwave energy contains the first coaxial transmission line, which is installed on the outer side of the dual-gap output resonator perpendicular to the the main axis of the microwave device, the outer conductor of the first coaxial transmission line is connected to the side wall of the dual-gap output resonator, and its central conductor is introduced into the dual-gap output resonator through the first hole in the side wall of the dual-gap output resonator, while the first coaxial transmission line is connected to the dual-gap output resonator using a conductive coupling element located in a double-gap output resonator made in the form of a conductor, the first end of the conductive element the ligature is connected to the central conductor of the first coaxial transmission line, characterized in that the two-gap output resonator is simultaneously tuned to the out-of-phase oscillation mode with an operating frequency ω and in-phase oscillation mode with an operating frequency 2ω, while the first coaxial transmission line is located near the first conductive holder, the central the passage pipe of the double-gap output resonator is located equidistant from its end walls, the second end of the conductive coupling element is connected to the central passage the second tube of the double-gap output resonator, while the conductive coupling element is placed in the plane of the middle cross section of the double-gap output resonator located perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, the device for outputting microwave energy further comprises a second coaxial transmission line, which is installed on the outside of the double-gap output resonator perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device, the outer conductor of the second coaxial transmission line is connected to the side wall of the dual-gap resonator, and its central conductor is introduced into the double-gap output resonator through a second hole in the side wall of the double-gap output resonator, while the second coaxial transmission line is connected to the double-gap output resonator using a communication loop arranged in the form of a conductor located in the double-gap output resonator, the loop the connection is located opposite the Central span pipe equidistant from the end walls of the dual-gap output resonator, the first end of the communication loop is connected to the central the second conductor of the second microwave energy output line, and the second end of the communication loop is connected to the side wall of the output resonator, for attaching the central span pipe to the side wall of the dual-gap output resonator, it further comprises a second conductive holder located opposite the first conductive holder and perpendicular to the longitudinal axis of the microwave a device, wherein the angle α between the plane in which the coupling loop is located and the plane perpendicular to the longitudinal axis of the microwave device is selected from conditions:
0 ° <α <180 °,
and the angle γ between the axes of the first conductive holder and the second coaxial transmission line, which is counted from the first conductive holder in the direction of the first coaxial transmission line, is selected from the condition:
γ = 240-300 °.
RU2011130028/07A 2011-07-19 2011-07-19 Microwave instrument of klystron type (versions) RU2474003C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011130028/07A RU2474003C1 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Microwave instrument of klystron type (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011130028/07A RU2474003C1 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Microwave instrument of klystron type (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2474003C1 true RU2474003C1 (en) 2013-01-27

Family

ID=48807149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011130028/07A RU2474003C1 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Microwave instrument of klystron type (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2474003C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2554106C1 (en) * 2013-12-30 2015-06-27 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина (АО "НПП "Исток" им. А.И. Шокина") Klystron-type superpower multibeam uhf instrument
RU2562798C1 (en) * 2014-05-30 2015-09-10 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Klystron-type superpower uhf instrument
RU2604833C1 (en) * 2015-05-19 2016-12-10 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Microwave vacuum-tube device for generation of electric voltage pulses
RU2612028C1 (en) * 2014-12-29 2017-03-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Electrovacuum microwave device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0785804A (en) * 1993-09-17 1995-03-31 Nec Corp Multi-cavity klystron
RU2194330C1 (en) * 2001-05-28 2002-12-10 Государственное научно-производственное предприятие "Контакт" Television klystron
US7116051B2 (en) * 2003-07-16 2006-10-03 Vancil Bernard K Multibeam klystron
JP2008146925A (en) * 2006-12-07 2008-06-26 Toshiba Corp Multi-beam klystron
RU2390870C1 (en) * 2009-02-10 2010-05-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") Microwave klystron-type device (versions)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0785804A (en) * 1993-09-17 1995-03-31 Nec Corp Multi-cavity klystron
RU2194330C1 (en) * 2001-05-28 2002-12-10 Государственное научно-производственное предприятие "Контакт" Television klystron
US7116051B2 (en) * 2003-07-16 2006-10-03 Vancil Bernard K Multibeam klystron
JP2008146925A (en) * 2006-12-07 2008-06-26 Toshiba Corp Multi-beam klystron
RU2390870C1 (en) * 2009-02-10 2010-05-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") Microwave klystron-type device (versions)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2554106C1 (en) * 2013-12-30 2015-06-27 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина (АО "НПП "Исток" им. А.И. Шокина") Klystron-type superpower multibeam uhf instrument
RU2562798C1 (en) * 2014-05-30 2015-09-10 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Klystron-type superpower uhf instrument
RU2612028C1 (en) * 2014-12-29 2017-03-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Electrovacuum microwave device
RU2604833C1 (en) * 2015-05-19 2016-12-10 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Microwave vacuum-tube device for generation of electric voltage pulses

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7898193B2 (en) Slot resonance coupled standing wave linear particle accelerator
Zhang et al. Research progresses on Cherenkov and transit-time high-power microwave sources at NUDT
RU2474003C1 (en) Microwave instrument of klystron type (versions)
JP3093553B2 (en) Variable energy high frequency quadrupole linac
US2698398A (en) Traveling wave electron discharge device
RU2390870C1 (en) Microwave klystron-type device (versions)
US2888597A (en) Travelling wave oscillator tubes
US4395655A (en) High power gyrotron (OSC) or gyrotron type amplifier using light weight focusing for millimeter wave tubes
US6313710B1 (en) Interaction structure with integral coupling and bunching section
Wang et al. Design and measurement of a TE13 input converter for high order mode gyrotron travelling wave amplifiers
Soh Modeling, simulation and experimental study of the UNM low power reltron
RU2342733C1 (en) Device for voltage electric pulses generation
RU2393577C1 (en) Microwave klystron-type device
RU2364978C1 (en) Klystron type superhigh frequency device
RU2726906C1 (en) Waveguide retarder system of twt o-type
US3046443A (en) Traveling wave tubes
EP0594832B1 (en) Klystron comprising a tm01x mode (x 0) output resonant cavity
RU2612028C1 (en) Electrovacuum microwave device
RU2483386C2 (en) Powerful wideband klystron
US3027487A (en) Electron discharge devices of the traveling wave type
RU112503U1 (en) WIDE KLISTRON
RU2379782C1 (en) Device for generating electrical voltage pulses
RU2656707C1 (en) Klystron type electrovacuum microwave master oscillator
RU2723439C9 (en) Klystron
RU2474914C1 (en) Powerful microwave generator of monotron type

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20160225