RU2573223C2 - Device for generating nano and sub-nanosecond microwave pulses - Google Patents

Device for generating nano and sub-nanosecond microwave pulses Download PDF

Info

Publication number
RU2573223C2
RU2573223C2 RU2013132998/08A RU2013132998A RU2573223C2 RU 2573223 C2 RU2573223 C2 RU 2573223C2 RU 2013132998/08 A RU2013132998/08 A RU 2013132998/08A RU 2013132998 A RU2013132998 A RU 2013132998A RU 2573223 C2 RU2573223 C2 RU 2573223C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
waveguide
microwave
output
wall
resonator
Prior art date
Application number
RU2013132998/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013132998A (en
Inventor
Сергей Николаевич Артёменко
Владимир Андреевич Августинович
Станислав Андреевич Горев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
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 бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2013132998/08A priority Critical patent/RU2573223C2/en
Publication of RU2013132998A publication Critical patent/RU2013132998A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2573223C2 publication Critical patent/RU2573223C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics, communication.
SUBSTANCE: device for generating nano- and sub-nanosecond microwave pulses relates to radio engineering and can be used to generate high-power microwave pulses with nanosecond duration with repetition frequency of the input microsecond microwave pulse, as well as a series of microwave pulses with sub-nanosecond duration within the input pulse, generated in frequency-periodic mode. The device comprises a multimode resonator (1) with an energy (2) input element located at the input end wall thereof, with an energy (3) output element in the form of a smooth transition from the housing of the resonator to an output waveguide (4). The output waveguide (4) is in the form of an oversize rectangular waveguide with a first wall having a dimension a, equal to the dimension of the wide wall of a single-mode standard rectangular waveguide, and an oversize second wall having a dimension d, which satisfies the relationship d=nb<0.2 L, where n=[0.2 L/b] is a number which is the integer part of the relationship 0.2 L/b, b is the dimension of the narrow wall of the single-mode standard rectangular waveguide, L is the length of the resonator, 5λ<L<50λ, λ is the wavelength in free space. An interference microwave switch (5) is in the form of a crossguide in the H plane of the oversize rectangular waveguide, identical to the output waveguide, with straight arms (6) lying on the same line and successively built into the output waveguide, as well as two lateral arms (7, 8), orthogonal to the output waveguide (4). One of the lateral arms (7) is single-connected, has a half-wave length and the gas-discharge tube of the microwave switch (9) located therein is parallel to the oversize wall. The second lateral arm (8) is single-connected and is assembled in the form of a stack of n parallel, tightly adjacent H-branches (11) with half-wave straight input arms (12), short-circuited lateral arms with microwave switches therein, as well as short-circuited output straight arms (14), having a length l, which satisfies the inequality λw<l<L, where λw is the wavelength in the waveguide. Electrodes of each microwave switch are connected to a control signal source.
EFFECT: high power of output pulses and broader functional capabilities of the device.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для формирования мощных СВЧ-импульсов наносекундной длительности с частотой следования входного микросекундного СВЧ-импульса, а также серии СВЧ-импульсов субнаносекундной длительности в пределах входного импульса, генерируемого в частотно-периодическом режиме.The invention relates to the field of radio engineering and can be used to generate powerful microwave pulses of nanosecond duration with a repetition frequency of the input microsecond microwave pulse, as well as a series of microwave pulses of subnanosecond duration within the input pulse generated in a frequency-periodic mode.

Известны устройства формирования мощных СВЧ-импульсов нано- и субнаносекундной длительности [Ельчанинов А.С., Коровин С.Д., Месяц Г.А. и др. Генерация мощного СВЧ-излучения с использованием сильноточных электронных мини-ускорителей. Доклады АН СССР. 1984. Т.279. №3. С.824-826], основанные на преобразовании энергии ускоренного пучка электронов в энергию электромагнитного излучения при прохождении пучка через компактную электродинамическую структуру. Такой способ осуществляется, например, в релятивистских СВЧ-генераторах и усилителях. Отличаясь высокой пиковой мощностью выходных сигналов, источники такого типа имеют низкую частоту следования (~100 Гц) и ограниченный рабочий ресурс (~106-107 импульсов).Known devices for the formation of powerful microwave pulses of nano- and subnanosecond duration [Elchaninov AS, Korovin SD, Mesyats GA etc. Generation of high-power microwave radiation using high-current electronic mini-accelerators. Reports of the USSR Academy of Sciences. 1984.T.279. Number 3. S.824-826], based on the conversion of the energy of an accelerated electron beam into the energy of electromagnetic radiation when the beam passes through a compact electrodynamic structure. Such a method is carried out, for example, in relativistic microwave generators and amplifiers. Featuring a high peak output power, sources of this type have a low repetition rate (~ 100 Hz) and a limited working resource (~ 10 6 -10 7 pulses).

Известны также устройства с применением для получения СВЧ-импульсов нано- и субнаносекундной длительности полупроводниковых приборов [Кукарин С.В. Электронные СВЧ-приборы. М.: Радио и Связь. 1981. С.271]. Основными недостатками полупроводниковых устройств являются относительно невысокий уровень рабочей мощности, составляющий, как правило, не более единиц киловатт, а также низкая частота следования, равная единицам килогерц и обусловленная проблемой отвода тепла.Also known devices using for obtaining microwave pulses of nano- and subnanosecond duration of semiconductor devices [Kukarin SV Electronic microwave devices. M .: Radio and Communication. 1981. S. 271]. The main disadvantages of semiconductor devices are the relatively low level of operating power, which is usually not more than units of kilowatts, as well as the low repetition rate equal to units of kilohertz and due to the problem of heat dissipation.

В работе [Диденко А.Н., Новиков С.А., Разин С.В. и др. Формирование мощных сверхширокополосных радиоимпульсов при последовательной временной компрессии СВЧ-энергии. Доклады АН СССР. 1991. Т.321. №3. С518-520] предложено устройство формирования СВЧ-импульсов субнаносекундной длительности, функционирующее на основе последовательной компрессии микросекундных импульсов СВЧ в цепочке резонаторов, преобразующих эти импульсы сначала в импульсы наносекундной длительности, а затем субнаносекундной. Устройство использует эффект повышения электрической прочности накопительного резонатора при укорочении входных СВЧ-импульсов до наносекундной длительности. В трехступенчатой системе 10-см диапазона длин волн сформированы импульсы длительностью ~0.35 нс с пиковой мощностью ~630 МВт. Вместе с тем, реализация такого устройства требует применения в первой ступени накопительного резонатора достаточно большой длины (~3 м). В комплексе со второй и третьей ступенью это делает систему громоздкой. Кроме того, из-за применения в компрессорах газоразрядных СВЧ-коммутаторов с большим временем восстановления система имеет невысокую частоту следования (~0.1-1.0 кГц).In the work [Didenko A.N., Novikov S.A., Razin S.V. and others. The formation of powerful ultra-wideband radio pulses during sequential time compression of microwave energy. Reports of the USSR Academy of Sciences. 1991.V. 321. Number 3. C518-520] a device for generating microwave pulses of subnanosecond duration is proposed, which operates on the basis of sequential compression of microsecond microwave pulses in a chain of resonators that convert these pulses first into nanosecond pulses and then subnanosecond. The device uses the effect of increasing the electric strength of the storage resonator when shortening the input microwave pulses to nanosecond duration. In a three-stage system of the 10-cm wavelength range, pulses of ~ 0.35 ns duration with a peak power of ~ 630 MW are formed. However, the implementation of such a device requires the use of a sufficiently large length (~ 3 m) in the first stage of the storage resonator. In combination with the second and third stage, this makes the system cumbersome. In addition, due to the use of gas discharge microwave switches in compressors with a long recovery time, the system has a low repetition rate (~ 0.1-1.0 kHz).

По технической сущности наиболее близким к предлагаемому устройству является резонансный СВЧ-компрессор с трансформацией моды колебаний на элементе межмодовой связи в виде короткозамкнутого отрезка волновода с встроенным Н-тройником и устройством вывода энергии в виде плавного перехода [Августинович В.А., Артеменко С.Н., Игумнов B.C., Новиков С.А., Юшков Ю.Г. Формирование нано- и субнаносекундных СВЧ-импульсов при выводе энергии из резонатора трансформацией моды колебаний. // Изв. ВУЗов. Физика. 2011. Т.54. №11/2. С.229-234]. Этот компрессор взят за прототип. В нем для накопления используется цилиндрический многомодовый резонатор с основной рабочей модой Н01(p), на которой энергия накапливается через устройство ввода энергии, выполненное на входной торцовой стенке резонатора. Элемент (устройство) межмодовой связи в виде короткозамкнутого волноводного отрезка с последовательно встроенным Н-тройником подсоединено к этой же стенке на середине радиуса цилиндра. Первое (входное) прямое плечо тройника имеет полуволновую длину и связано с резонатором через окно связи, а второе (выходное) плечо короткозамкнуто и короткозамыкатель плеча выполнен подвижным. Боковое плечо также короткозамкнуто, имеет полуволновую длину и в нем расположен газоразрядный СВЧ-коммутатор с электродом, подключенным к источнику управляющих сигналов. На выходной торцовой стенке резонатора, выполненной в виде плавного перехода с цилиндра резонатора на выходной круглый волновод. Переход выполнен согласованным для вспомогательной рабочей моды Н11 круглого волновода, а выходной волновод - одномодовым. Компрессор-прототип может обеспечить формирование СВЧ-импульсов субнаносекундной длительности. Режим формирования субнаносекундных СВЧ-импульсов достигается тем, что накопленная энергия входного СВЧ-импульса длительностью Т выводится не непрерывно за время t<<Т, а дискретно малыми порциями путем периодической и кратковременной, в течение времени δt<<t, трансформации одной рабочей моды резонатора, на которой энергию накапливают в начальной половине длительности Т входного импульса, в другую моду, на которой энергию в конечной половине длительности Т входного импульса выводят через фиксированные промежутки времени Δt≈10Т0, где Т0 - время двойного пробега волны первой рабочей моды вдоль прямых плеч тройника, Т0<<Т, t≥Т0.In technical essence, the closest to the proposed device is a resonant microwave compressor with the transformation of the oscillation mode on the intermode coupling element in the form of a short-circuited waveguide segment with an integrated H-tee and an energy output device in the form of a smooth transition [Avgustinovich VA, Artemenko S.N ., Igumnov BC, Novikov S.A., Yushkov Yu.G. The formation of nano- and subnanosecond microwave pulses during energy removal from the resonator by vibration mode transformation. // Izv. Universities. Physics. 2011.V. 54. No. 11/2. S.229-234]. This compressor is taken as a prototype. It uses a cylindrical multimode resonator with the main operating mode H 01 (p) for storage, on which energy is accumulated through an energy input device made on the input end wall of the resonator. The intermode coupling element (device) in the form of a short-circuited waveguide segment with a series-integrated H-tee is connected to the same wall in the middle of the cylinder radius. The first (input) straight arm of the tee has a half-wave length and is connected to the resonator through a communication window, and the second (output) arm is short-circuited and the short-circuit of the arm is movable. The lateral shoulder is also short-circuited, has a half-wavelength, and a gas discharge microwave switch with an electrode connected to a source of control signals is located in it. On the output end wall of the resonator, made in the form of a smooth transition from the cylinder of the resonator to the output circular waveguide. The transition is made consistent for the auxiliary operating mode H 11 of the circular waveguide, and the output waveguide is single-mode. The prototype compressor can provide the formation of microwave pulses of subnanosecond duration. The subnanosecond microwave pulse generation mode is achieved by the fact that the stored energy of the input microwave pulse of duration T is not continuously output during t << T, but discretely in small portions by periodic and short-term, during the time δt << t, transformation of one working resonator mode , on which energy is accumulated in the initial half of the duration T of the input pulse, to another mode, on which energy in the final half of the duration T of the input pulse is output at fixed time intervals Δt≈10T 0 , where T 0 - The double path of the wave of the first working mode along the straight shoulders of the tee, T 0 << T, t≥T 0 .

Основным недостатком компрессора-прототипа является относительно низкий уровень рабочей мощности из-за слабой межмодовой связи на окне связи резонатора с Н-тройником. Кроме того, частота следования импульсов в таком компрессоре ограничена предельной рабочей частотой газоразрядного СВЧ-коммутатора.The main disadvantage of the prototype compressor is the relatively low level of operating power due to the weak inter-mode coupling at the communication window of the resonator with the H-tee. In addition, the pulse repetition rate in such a compressor is limited by the limiting operating frequency of the gas-discharge microwave switch.

Задачей изобретения является повышение мощности выходных импульсов и расширение функциональных возможностей устройства.The objective of the invention is to increase the power of the output pulses and expand the functionality of the device.

Технический результат изобретения заключается в повышении мощности выходных импульсов устройства за счет выполнения выходного волновода и интерференционного СВЧ-переключателя из сверхразмерного волновода, имеющего увеличенную площадь поперечного сечения. Технический результат заключается также в расширении функциональных возможностей устройства за счет выполнения интерференционного СВЧ-переключателя в виде крестообразного волноводного соединения, позволяющего расширить диапазон регулирования связи резонатора с нагрузкой и, соответственно, функциональные возможности устройства.The technical result of the invention is to increase the power of the output pulses of the device by performing the output waveguide and the interference microwave switch from an oversized waveguide having an increased cross-sectional area. The technical result is also to expand the functionality of the device due to the implementation of the interference microwave switch in the form of a cross-shaped waveguide connection, which allows to expand the range of regulation of the coupling of the resonator with the load and, accordingly, the functionality of the device.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве формирования нано- и субнаносекундных СВЧ-импульсов, содержащем, как и прототип, многомодовый резонатор с элементом ввода энергии, расположенным на его входной торцовой стенке, с элементом вывода энергии, выполненным в виде плавного перехода с корпуса резонатора на выходной волновод и интерференционный СВЧ-переключатель из волноводных соединений в Н плоскости, в отличие от прототипа, выходной волновод выполнен в виде сверхразмерного прямоугольного волновода с первой стенкой, имеющей размер а, равный размеру широкой стенки одномодового стандартного прямоугольного волновода, и второй стенкой, выполненной сверхразмерной, имеющей размер d, удовлетворяющий соотношениям:The specified technical result is achieved by the fact that in the device for generating nano- and subnanosecond microwave pulses, containing, like the prototype, a multimode resonator with an energy input element located on its input end wall, with an energy output element made in the form of a smooth transition from the case resonator to the output waveguide and the microwave interference switch from the waveguide connections in the H plane, unlike the prototype, the output waveguide is made in the form of an oversized rectangular waveguide with the first st nkoya people having a size equal to the size of the wide wall of the standard single mode rectangular waveguide and a second wall formed oversize having a size d, satisfying the relations:

d=nb<0,2L,d = nb <0.2L,

где n=[0,2L/b] - число, являющееся целой частью отношения 0,2L/b;where n = [0.2L / b] is a number that is an integer part of the ratio 0.2L / b;

b - размер узкой стенки одномодового стандартного прямоугольного волновода;b is the size of the narrow wall of a single-mode standard rectangular waveguide;

L - длина резонатора, 5λ<L<50λ, λ - длина волны в свободном пространстве, L is the cavity length, 5λ <L <50λ, λ is the wavelength in free space,

а интерференционный переключатель выполнен в виде крестообразного волноводного соединения из сверхразмерного прямоугольного волновода, идентичного выходному волноводу, с прямыми плечами, лежащими на одной линии и последовательно встроенными в выходной волновод, а также двумя боковыми плечами, ортогональными выходному волноводу, при этом одно из боковых плеч односвязно, имеет полуволновую длину и газоразрядная трубка расположенного в нем СВЧ-коммутатора параллельна сверхразмерной стенке, а второе боковое плечо многосвязно и набрано в виде пакета из n параллельных плотно прилегающих друг к другу Н-тройников из одномодового стандартного прямоугольного волновода с полуволновыми прямыми входными плечами, короткозамкнутыми боковыми плечами с расположенными в них СВЧ-коммутаторами, а также короткозамкнутыми выходными прямыми плечами, имеющими длину l, удовлетворяющую неравенствам λв<l<L, где λв - длина волны в волноводе, и электроды каждого СВЧ-коммутатора подсоединены к источнику управляющих сигналов. and the interference switch is made in the form of a cruciform waveguide connection from an oversized rectangular waveguide identical to the output waveguide, with straight shoulders lying on the same line and sequentially integrated into the output waveguide, as well as two side arms orthogonal to the output waveguide, while one of the side shoulders is simply connected has a half-wavelength and a gas discharge tube of the microwave switch located in it is parallel to the oversize wall, and the second side shoulder is multiply connected and typed in the form of a package of n parallel N-tees tightly adjacent to each other from a single-mode standard rectangular waveguide with half-wave straight input arms, short-circuited lateral arms with microwave switches located in them, and also short-circuit output straight arms of length l satisfying the inequalities λ in <l <L, where λ in is the wavelength in the waveguide, and the electrodes of each microwave switch are connected to the source of control signals.

Такая конфигурация выходного волновода и переключателя обеспечивает увеличение рабочей мощности компрессора за счет увеличения площади сечения сверхразмерного волновода. Она также обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства за счет крестообразного соединения волноводов в интерференционном СВЧ-переключателе и набора Н-тройников в одном из плеч соединения с СВЧ-коммутаторами, управляющими работой тройников. Такое исполнение интерференционного СВЧ-переключателя позволяет регулировать связь резонатора с нагрузкой в широких пределах и, как следствие, формировать импульсы не только субнаносекундной длительности с высокой частотой следования, но и наносекундные импульсы с регулируемой мощностью и длительностью.This configuration of the output waveguide and the switch provides an increase in the operating power of the compressor by increasing the cross-sectional area of the oversized waveguide. It also provides enhanced functionality of the device due to the crosswise connection of waveguides in the microwave interference switch and a set of H-tees in one of the connection arms with microwave switches that control the operation of the tees. This embodiment of the microwave interference switch allows you to adjust the resonator connection with the load over a wide range and, as a result, generate pulses of not only subnanosecond duration with a high repetition rate, but also nanosecond pulses with adjustable power and duration.

На Фиг.1-3 приведена схема предлагаемого устройства. Figure 1-3 shows a diagram of the proposed device.

Устройство содержит многомодовый резонатор 1 с элементом ввода энергии 2 в виде отрезка волновода на входной торцовой стенке. Элемент вывода 3 выполнен как выходная торцовая стенка в виде плавного перехода, сопрягающего корпус резонатора с выходным сверхразмерным прямоугольным волноводом 4 с первой стенкой, имеющей размер а, равный размеру широкой стенки стандартного одномодового волновода, и второй стенкой, выполненной сверхразмерной размером d=nb<0,2 L, где 2<n=[0,2L/b], L - длина резонатора, 5λ<L<50λ, и b - размер узкой стенки стандартного прямоугольного волновода (фиг.3). The device contains a multimode resonator 1 with an energy input element 2 in the form of a waveguide segment on the input end wall. The output element 3 is designed as an output end wall in the form of a smooth transition that mates the resonator body with the output oversize rectangular waveguide 4 with a first wall having a size equal to the size of the wide wall of a standard single-mode waveguide and a second wall made with an oversize dimension d = nb <0 , 2 L, where 2 <n = [0.2L / b], L is the cavity length, 5λ <L <50λ, and b is the size of the narrow wall of a standard rectangular waveguide (Fig. 3).

Предлагаемое устройство формирования нано- и субнаносекундных импульсов СВЧ содержит (фиг.1) сверхразмерный интерференционный СВЧ-переключатель 5, выполненный как крестообразное волноводное соединение в Н-плоскости. Два прямых плеча 6 этого соединения последовательно включены в выходной волновод 4 и имеют одинаковые с ним поперечные размеры. Два других плеча 7 и 8 переключателя 5 ортогональны выходному волноводу 4, короткозамкнуты, выполнены полуволновой длины и также имеют поперечное сечение, равное сечению выходного волновода 4. Причем плечо 7 имеет односвязное сечение размером a×d и в этом плече расположена газоразрядная диэлектрическая трубка СВЧ-коммутатора 9 с электродом, подсоединенным к источнику управляющих сигналов 10. Плечо 8 набрано в виде пакета из n (2<n=[0,2L/b]) параллельных Н-тройников 11 из стандартного прямоугольного волновода, плотно прилегающих друг к другу широкими стенками. Входные полуволновые прямые плечи 12 Н-тройников связаны с выходным трактом через окна связи 13 в полное сечение волновода Н-тройников (фиг.3). The proposed device for generating nano- and subnanosecond microwave pulses contains (Fig. 1) an oversized microwave interference switch 5 made as a cross-shaped waveguide connection in the H-plane. Two straight arms 6 of this connection are sequentially connected to the output waveguide 4 and have the same transverse dimensions. The other two arms 7 and 8 of switch 5 are orthogonal to the output waveguide 4, short-circuited, made of half-wave length and also have a cross section equal to the cross section of the output waveguide 4. Moreover, arm 7 has a simply connected a × d cross-section and a microwave discharge gas-discharge tube is located in this arm switch 9 with an electrode connected to the source of control signals 10. The shoulder 8 is drawn in the form of a packet of n (2 <n = [0,2L / b]) parallel H-tees 11 from a standard rectangular waveguide, tightly adjacent to each other wide the walls. The input half-wave straight shoulders 12 of the N-tees are connected to the output path through the communication windows 13 into the full section of the waveguide of the N-tees (Fig. 3).

Полуволновые выходные прямые плечи 14 Н-тройников ограничены подвижными короткозамыкателями 15 и имеют длину l, удовлетворяющую неравенствам λв<l<L, где λв - длина волны в волноводе, а в боковых полуволновых короткозамкнутых плечах 16 расположены СВЧ-коммутаторы 9 (фиг.2). Каждый из СВЧ-коммутаторов 9 размещен на расстоянии четверти длины волны в волноводе от короткозамыкателя бокового плеча 16 соответствующего тройника и их электроды подсоединены к источнику управляющих сигналов 10. The half-wave output straight arms of the 14 H-tees are bounded by movable short-circuits 15 and have a length l satisfying the inequalities λ in <l <L, where λ in is the wavelength in the waveguide, and microwave switches 9 are located in the side half-wave short-circuited arms 16 (Fig. 2). Each of the microwave switches 9 is located at a quarter of the wavelength in the waveguide from the short circuit of the side arm 16 of the corresponding tee and their electrodes are connected to the source of control signals 10.

На Фиг.3 изображена внутренняя структура сверхразмерного интерференционного СВЧ-переключателя 5 с диэлектрической трубкой СВЧ-коммутатора 9 в короткозамкнутом плече 7 из сверхразмерного волновода и плеча 8, набранного из n (2<n=[0,2L/b]) одномодовых Н-тройников.Figure 3 shows the internal structure of an oversized microwave interference switch 5 with a dielectric tube of the microwave switch 9 in the short-circuited arm 7 of an oversized waveguide and arm 8 composed of n (2 <n = [0.2L / b]) single-mode H- tees.

Устройство работает следующим образом. В призматическом или цилиндрическом многомодовом резонаторе 1 через элемент ввода энергии 2 на рабочей моде резонатора (H01(m) моде колебаний призматического либо H11(m) моде цилиндрического резонатора) накапливается энергия. Выходной сверхразмерный прямоугольный волновод 4 допределен для волны моды H01 и поэтому в режиме накопления энергия на этой волне с вектором электрического поля, параллельным сверхразмерной стенке выходного волновода, поступает к крестообразному сверхразмерному интерференционному СВЧ-переключателю 5. В месте сочленения волноводов переключателя волна H01 синфазно возбуждает короткозамкнутые ортогональные выходному волноводу 4 полуволновые плечи 7 и 8 интерференционного СВЧ-переключателя 5. Причем в плече 7, набранном из n одномодовых Н-тройников, возбуждается только входное плечо тройников. В результате в поперечном направлении креста устанавливается мода колебаний Н01(k). Две ближние к выходному волноводу варианты этой моды в плечах 7 и 8 излучают в нагрузку волны, противофазные волне, излучаемой центральной вариантой в выходном волноводе 4, и компенсируют ее, обеспечивая переключателю режим «закрыто». (В продольном сечении сверхразмерный крестообразный переключатель полностью идентичен аналогичному переключателю из одномодового волновода и поэтому на «чистой» рабочей волне H01 обладает идентичными свойствами). Высокая добротность Н01(m) моды колебаний призматического резонатора или H11(m) моды цилиндрического обеспечивает высокий коэффициент усиления мощности входной волны, а большая площадь поперечного сечения многомодового резонатора и волновода элемента вывода - высокий уровень мощности бегущей волны резонатора, т.е. значительный запас СВЧ-энергии. Длина резонатора выбирается из условия, что на рабочей частоте возбуждается только H01(m)11(m)) мода колебаний. Остальные моды резонируют далеко от резонанса рабочей моды либо излучаются в нагрузку. В то же время, плавный переход 3 выполняется согласованным для рабочей моды H01 в широкой полосе частот, составляющей величину не менее отношения 1/Т, где Т - время двойного пробега рабочей волны вдоль резонатора.The device operates as follows. In the prismatic or cylindrical multimode resonator 1, energy is accumulated through the energy input element 2 on the operating mode of the resonator (H 01 (m) oscillation mode of the prismatic or H 11 (m) mode of the cylindrical resonator). The output oversize rectangular waveguide 4 is predetermined for the mode wave H 01 and therefore, in the accumulation mode, the energy on this wave with the electric field vector parallel to the oversize wall of the output waveguide goes to the cross-shaped oversized interference microwave switch 5. At the junction of the waveguides of the switch, wave H 01 is in phase excites short-circuited orthogonal to the output waveguide 4 half-wave arms 7 and 8 of the microwave interference switch 5. Moreover, in the arm 7, composed of n single-mode H- roynikov, excited only input port tees. As a result, the oscillation mode H 01 (k) is established in the transverse direction of the cross. Two variants of this mode closest to the output waveguide at arms 7 and 8 radiate waves into the load, which are antiphase to the wave emitted by the central variant in the output waveguide 4, and compensate for it, providing the switch with a “closed” mode. (In a longitudinal section, an oversized cross-shaped switch is completely identical to a similar switch from a single-mode waveguide and therefore, on a “clean” working wave, H 01 has identical properties). The high quality factor Н 01 (m) of the oscillation mode of the prismatic resonator or H 11 (m) of the cylindrical mode provides a high gain of the input wave power, and a large cross-sectional area of the multimode resonator and the output element waveguide provides a high power level of the traveling resonator wave, i.e. significant supply of microwave energy. The resonator length is selected from the condition that only the H 01 (m) (H 11 (m) ) vibration mode is excited at the operating frequency. The remaining modes resonate far from the resonance of the working mode or are radiated into the load. At the same time, smooth transition 3 is made consistent for the H 01 operating mode in a wide frequency band, which is at least 1 / T, where T is the double travel time of the working wave along the resonator.

Далее, в зависимости от того, на электрод какого СВЧ-коммутатора подается управляющий сигнал, процесс вывода СВЧ-энергии и, следовательно, формирования выходных импульсов СВЧ идет по-разному. Включение СВЧ-коммутатора в плече 7 с газоразрядной трубкой приводит к сдвигу резонансной частоты резонатора, образованного поперечными плечами 7 и 8, за пределы полосы его резонанса и, соответственно, к нарушению установленного в режиме накопления амплитудно-фазового баланса излучаемых в нагрузку волн. Нарушение резонансных условий для боковых плеч интерференционного СВЧ-переключателя обеспечивает практически полное его открывание, т.к. устраняются волны из поперечных плеч, компенсировавшие волну, излучаемую в нагрузку в режиме накопления из входного плеча интерференционного СВЧ-переключателя. В результате энергия из резонатора выводится полностью за время двойного пробега рабочей волны вдоль резонатора. Мощность сформированного импульса при этом сопоставима с мощностью бегущей волны накопительного резонатора. Так формируются наиболее мощные импульсы наносекундной длительности.Further, depending on which electrode of the microwave switch the control signal is supplied to, the process of outputting microwave energy and, consequently, the formation of microwave output pulses proceeds differently. The inclusion of a microwave switch in the arm 7 with a gas discharge tube leads to a shift in the resonant frequency of the resonator formed by the transverse arms 7 and 8, beyond the limits of its resonance band and, accordingly, to the violation of the amplitude-phase balance set in the accumulation mode of the waves radiated into the load. Violation of the resonance conditions for the side shoulders of the microwave interference switch provides for its almost complete opening, because waves from the transverse arms are eliminated, compensating for the wave radiated into the load in the accumulation mode from the input arm of the interference microwave switch. As a result, energy is completely removed from the resonator during the double run of the working wave along the resonator. The power of the generated pulse is comparable with the power of the traveling wave of the storage resonator. Thus, the most powerful pulses of nanosecond duration are formed.

Включение СВЧ-коммутаторов любого из одномодовых Н-тройников приводит к открыванию этого тройника. Далее процесс будет идти по-разному в зависимости от длины выходного короткозамкнутого прямого плеча тройника. Если длина этого плеча полуволновая, то в течение времени пробега волны от входа тройника до короткозамыкателя выходного прямого плеча тройник открыт. В течение этого времени резонансная частота поперечного резонатора переключателя меняется и, как следствие, накопительный резонатор интерференционного СВЧ-переключателя меняется и, как следствие, накопительный резонатор кратковременно открывается. После возвращения волны, отраженной от короткозамыкателя выходного плеча, к входу тройника частота поперечного резонатора возвращается к частоте исходной и накопительный резонатор закрывается. В результате на выходе формируется короткий импульс длительностью, равной времени двойного пробега волны от входа тройника до короткозамыкателя выходного плеча. После завершения процесса формирования первого импульса включается коммутатор второго тройника и процесс формирования очередного импульса повторяется, затем третьего, четвертого и т.д. Так формируются импульсы субнаносекундной длительности при коротких выходных плечах Н-тройников (порядка длины волны в волноводе) и наносекундной длительности при более длинных выходных плечах, но не более длины накопительного резонатора (l<L), т.к. при большей длине плеч нарушается постоянство мощности подводимой к плечу волны. Этот процесс может идти до порогового уровня срабатывания коммутаторов, связанного с уменьшением запаса энергии. При достижении этого уровня включается коммутатор сверхразмерного плеча сверхразмерного интерференционного СВЧ-переключателя, и остаток энергии выводится за время двойного пробега волны вдоль накопительного резонатора. В случае отличия длины выходного плеча от полуволновой длины интерференционный СВЧ- переключатель из сверхразмерного волновода остается приоткрытым в течение времени распада плазменного канала разряда. Это время составляет величины, значительно превышающее время звучания накопительного резонатора. Поэтому на выходе устройства формируются СВЧ-импульсы пониженной мощности по сравнению с мощностью бегущей волны накопительного резонатора, но с длительностью, превышающей время двойного пробега волны вдоль накопительного резонатора. При этом положением поршней в выходных плечах Н-тройников мощность и длительность могут регулироваться в широких пределах.The inclusion of microwave switches of any of the single-mode H-tees leads to the opening of this tee. Further, the process will go differently depending on the length of the output short-circuited straight shoulder of the tee. If the length of this arm is half-wave, then the tee is open during the travel time of the wave from the inlet of the tee to the short circuit of the output straight arm. During this time, the resonant frequency of the transverse resonator of the switch changes and, as a result, the storage resonator of the microwave interference switch changes and, as a result, the storage resonator opens briefly. After returning the wave reflected from the output arm short-circuit to the input of the tee, the frequency of the transverse resonator returns to the original frequency and the storage resonator closes. As a result, a short pulse is generated at the output with a duration equal to the double wave travel time from the input of the tee to the short-circuit of the output arm. After the formation of the first pulse is completed, the switch of the second tee is turned on and the process of generating the next pulse is repeated, then the third, fourth, etc. In this way, subnanosecond pulses are formed with short output arms of H-tees (of the order of the wavelength in the waveguide) and nanosecond pulses with longer output arms, but no more than the length of the storage resonator (l <L), because with a longer shoulder length, the constancy of the power of the wave supplied to the shoulder is violated. This process can go up to the threshold level of operation of the switches associated with a decrease in energy supply. When this level is reached, the oversized shoulder switch of the oversized microwave interference switch is turned on, and the remainder of the energy is removed during the double wavelength of travel along the storage resonator. If the length of the output arm differs from the half-wavelength, the microwave interference switch from the oversize waveguide remains ajar during the decay time of the plasma discharge channel. This time is a value that significantly exceeds the sounding time of the storage resonator. Therefore, at the output of the device, microwave pulses of reduced power are formed in comparison with the traveling wave power of the storage resonator, but with a duration exceeding the double travel time of the wave along the storage resonator. In this case, the position of the pistons in the output arms of the N-tees, the power and duration can be regulated within wide limits.

Допустимый размер сверхразмерной стенки выходного волновода и, следовательно, геометрические параметры плеч интерференционного СВЧ-переключателя из сверхразмерного волновода, в том числе количество Н-тройников в одном из плеч такого переключателя, определяется требованием обеспечения его работоспособности как в режиме накопления, так и в режиме вывода энергии. В принципе, при «чистой» H01 волне прямоугольного волновода в режиме накопления никаких ограничений на размер этой стенки нет, кроме ограничения, связанного с допустимым объемом накопительного резонатора. Этот объем ограничен предельной плотностью спектра колебаний, из которого следует ограничение на длину резонатора L<50λ. Нижнее ограничение длины 5λ<L определяется временем срабатывания СВЧ-коммутатора, составляющим в 3-х и 10-см диапазонах длин волн 1-2 нс. Это время должно быть не больше времени двойного пробега рабочей волны вдоль резонатора. Кроме того, поскольку в режиме вывода размер сверхразмерной стенки ограничен требованием малости времени t переключения по сравнению с временем Т двойного пробега волны вдоль накопительного резонатора, то для эффективного вывода это время должно составлять величину, порядка 0,1 T. Это означает, что размер сверхразмерной стенки должен быть меньше величины порядка 0,1 Tc=0,2 L, где с- скорость света в свободном пространстве; L - длина накопительного резонатора. Отсюда получаем, что число n Н-тройников в плече 8 интерференционного СВЧ- переключателя не должно превышать n=[0,2 L/b] - число, являющееся целой частью отношения 0,2 L/b (n<[0,2 L/b], где L длина резонатора, a b - размер узкой стенки одномодового стандартного прямоугольного волновода).The permissible size of the oversize wall of the output waveguide and, therefore, the geometric parameters of the arms of the interference microwave switch from the oversize waveguide, including the number of H-tees in one of the arms of such a switch, is determined by the requirement to ensure its operability both in the accumulation mode and in the output mode energy. In principle, with a “clean” H 01 wave of a rectangular waveguide in the accumulation mode, there are no restrictions on the size of this wall, except for the restriction associated with the permissible volume of the storage resonator. This volume is limited by the limiting density of the vibrational spectrum, which implies a restriction on the cavity length L <50λ. The lower limit of the length 5λ <L is determined by the response time of the microwave switch, comprising in the 3 and 10 cm wavelength ranges of 1-2 ns. This time should be no more than the double run time of the working wave along the resonator. In addition, since in the output mode, the size of the oversize wall is limited by the requirement that the switching time t be small compared with the time T of the double wave path along the storage resonator, for effective output this time should be about 0.1 T. This means that the size is oversized the walls should be less than a value of the order of 0.1 Tc = 0.2 L, where c is the speed of light in free space; L is the length of the storage resonator. Hence, the number n of N-tees in arm 8 of the microwave interference switch should not exceed n = [0.2 L / b] - a number that is an integer part of the ratio 0.2 L / b (n <[0.2 L / b], where L is the cavity length, ab is the narrow wall size of a single-mode standard rectangular waveguide).

Пример конкретного выполнения. An example of a specific implementation.

Работоспособность предлагаемого устройства проверена экспериментально на макете устройства 3-см диапазона длин волн. Макет представлял собой резонансный СВЧ-компрессор с многомодовым накопительным резонатором и сверхразмерным крестообразным интерференционным СВЧ-переключателем, три плеча которого были выполнены из сверхразмерного волновода сечением 58×25 мм2, а четвертое набрано в виде пакета из пяти Н-тройников, изготовленных из прямоугольного волновода сечением 23×10 мм2. В продольном сечении такое соединение практически идентично одномодовому крестообразному соединению волноводов. Поэтому при правильной геометрии и «чистой» H01 волне сверхразмерный интерференционный СВЧ-переключатель на основе такого соединения должен работать идентично обычному переключателю, поскольку физические причины, препятствующие этому, отсутствуют. Это подтверждено экспериментально при измерении переходного ослабления интерференционного СВЧ-переключателя в режиме «закрыто». В полосе частот 8800-9500 MГц ослабление составило 39±2 дБ, что сопоставимо с ослаблением обычного крестообразного переключателя из одномодового волновода.The performance of the proposed device was tested experimentally on a device layout of a 3 cm wavelength range. The layout was a resonant microwave compressor with a multimode storage resonator and an oversized cross-shaped microwave interference switch, three arms of which were made of an oversized waveguide with a cross section of 58 × 25 mm 2 , and the fourth was assembled in the form of a packet of five H-tees made of a rectangular waveguide section 23 × 10 mm 2 . In a longitudinal section, such a connection is almost identical to a single-mode cross-shaped connection of waveguides. Therefore, with the correct geometry and “pure” H 01 wave, an oversized microwave interference switch based on such a connection should work identically to a conventional switch, since there are no physical reasons preventing this. This is confirmed experimentally when measuring the transient attenuation of the interference microwave switch in the "closed" mode. In the frequency band 8800-9500 MHz, the attenuation was 39 ± 2 dB, which is comparable to the attenuation of a conventional cross-shaped switch from a single-mode waveguide.

Подтверждено и свойство практически полного открывания соединения с H01 рабочей волной при незначительном изменении параметров сверхразмерного короткозамкнутого плеча, а также кратковременного или неполного открывания при срабатывании СВЧ-коммутатора в любом из Н-тройников пакета. Такой результат получен при работе соединения в качестве устройства вывода энергии.The property of almost complete opening of the connection with H 01 by the working wave with a slight change in the parameters of the oversized short-circuited arm, as well as short-term or incomplete opening when the microwave switch is triggered in any of the H-tees of the packet, is also confirmed. This result was obtained when the compound was operated as an energy output device.

Энергия накапливалась в многомодовом резонаторе из волновода сечением 72×34 мм2 длиной ~36 см. Накопительный резонатор работал на виде колебаний H01(19) на частоте ~8850 MГц. Его возбуждение осуществлялось через окно, расположенное на середине торцовой стенки резонатора. Через плавный переход накопительный резонатор сопрягался с интерференционным СВЧ-переключателем из сверхразмерного волновода. Поперечный резонатор такого СВЧ-переключателя работал на виде колебаний H01(7). Вся система, включая плавный переход, входное плечо сверхразмерного СВЧ-переключателя и его поперечный резонатор, работала на виде колебаний Н01(34).The energy was accumulated in a multimode resonator from a waveguide with a cross section of 72 × 34 mm 2 and a length of ~ 36 cm.The storage resonator worked on the form of H 01 (19) oscillations at a frequency of ~ 8850 MHz. Its excitation was carried out through a window located in the middle of the end wall of the resonator. Through a smooth transition, the storage resonator was interfaced with an interference microwave switch from an oversized waveguide. The transverse resonator of such a microwave switch worked on the form of oscillations H 01 (7) . The entire system, including a smooth transition, the input arm of an oversized microwave switch and its transverse resonator, worked on the form of H 01 oscillations (34) .

Ослабление интерференционного СВЧ-переключателя из сверхразмерного волновода в режиме «закрыто» чувствительно к локальному спектру колебаний и изменениям формы резонатора. Поэтому добротность резонатора зависела от настройки и геометрии входного окна. Процедура настройки сводилась к варьированию формы окна и длины резонатора и такому их выбору, при котором добротность максимальна. Достигнутая добротность составила около 2,1×104, что на 30-35% ниже добротности резонатора с короткозамыкателем вместо крестообразного соединения. Однако это отличие не связано с потерями на излучение, т.к. замыкание выхода интерференционного СВЧ- переключателя из сверхразмерного волновода на добротность не влияло. Вероятной причиной понижения добротности являются потери в соединении.The attenuation of the interference microwave switch from an oversized waveguide in the “closed” mode is sensitive to the local vibration spectrum and changes in the shape of the resonator. Therefore, the quality factor of the resonator depended on the configuration and geometry of the input window. The tuning procedure was reduced to varying the shape of the window and the length of the resonator and choosing them such that the quality factor is maximum. The achieved figure of merit was about 2.1 × 10 4 , which is 30-35% lower than the figure of merit of a resonator with a short circuit instead of a crosswise connection. However, this difference is not associated with radiation losses, because shorting the output of the microwave interference switch from the oversized waveguide did not affect the quality factor. A probable reason for the decrease in the quality factor is loss in connection.

Расчетное время двойного пробега волны вдоль накопительной системы составляло 4 нс. При отмеченных значениях добротности, времени пробега и рабочей частоты расчетный коэффициент усиления близок к 19,5 дБ. В экспериментах при коммутации в сверхразмерном поперечном плече интерференционного СВЧ-переключателя получено усиление ~16 дБ при длительности импульсов 3,5 нс по уровню -3 дБ. В качестве источника входных импульсов использовался импульсный магнетрон мощностью 50 кВт. Поэтому мощность выходных импульсов достигала ~2 MВт. Переключение осуществлялось в результате самопробоя в смеси воздуха с аргоном при атмосферном давлении в кварцевой трубке, расположенной в максимуме электрического поля параллельно силовым линиям. Вывод в этом случае шел за время двойного пробега волны вдоль резонатора, т.е. идентично выводу из одномодового резонатора через интерференционный СВЧ-переключатель на основе обычного крестообразного соединения. В случае поочередного срабатывания СВЧ-коммутатора в любом из пяти Н-тройников с идентичными полуволновыми выходными плечами вывод шел в течение не более 1 нс. При этом минимальный интервал времени между импульсами составлял около 100 нс. Усиление импульсов достигало 10 дБ. Изменение длины выходных плеч тройников в пределах четверти дины волны в волноводе приводило к падению усиления выходных импульсов с изменением длительности в пределах - 3…16 дБ и 50…3,5 нс.The estimated time of double wave travel along the storage system was 4 ns. With the noted values of the quality factor, travel time and operating frequency, the calculated gain is close to 19.5 dB. In experiments with switching in the oversized transverse arm of an interference microwave switch, a gain of ~ 16 dB was obtained with a pulse duration of 3.5 ns at a level of -3 dB. A 50 kW pulsed magnetron was used as a source of input pulses. Therefore, the output pulse power reached ~ 2 MW. Switching was carried out as a result of self-breakdown in a mixture of air with argon at atmospheric pressure in a quartz tube located at the maximum of the electric field parallel to the field lines. The conclusion in this case was during the double mean free path along the resonator, i.e. identical to the output from a single-mode cavity through an interference microwave switch based on a conventional cruciform connection. In the case of successive operation of the microwave switch in any of the five H-tees with identical half-wave output arms, the output went for no more than 1 ns. The minimum time interval between pulses was about 100 ns. The gain of the pulses reached 10 dB. A change in the length of the output arms of the tees within a quarter of the wavelength in the waveguide led to a decrease in the gain of the output pulses with a change in the duration in the range of 3 ... 16 dB and 50 ... 3.5 ns.

Таким образом, в работе показана возможность использования сверхразмерного интерференционного СВЧ-переключателя на основе крестообразного волноводного соединения из сверхразмерного прямоугольного волновода в качестве эффективного устройства вывода энергии из сверхразмерного резонатора. По оценкам, при достижимой плотности потока мощности в волноводе 5-10 MВт/см2, в 3-см диапазоне длин волн такой СВЧ-переключатель может позволить формировать наносекундные СВЧ-импульсы мощностью ~0,1 ГВт. В 10-см диапазоне длин волн такой СВЧ-переключатель может обеспечить формирование таких же импульсов мощностью ~1 ГВт. Эти величины на порядок превышают возможную мощность импульсов, формируемых устройством-прототипом. Подтверждена возможность формирования в предлагаемом устройстве не только наносекундных, но и серии субнаносекундных импульсов в пределах входного импульса СВЧ. При прочих равных условиях большая площадь сечения сверхразмерного интерференционного СВЧ-переключателя может обеспечить более высокий уровень рабочей мощности компрессора по сравнению с прототипом, а управление процессом вывода с помощью пакета Н-тройников обеспечивает устройству более широкие функциональные возможности.Thus, the work shows the possibility of using an oversized microwave interference switch based on a cross-shaped waveguide connection from an oversized rectangular waveguide as an effective device for outputting energy from an oversize resonator. According to estimates, at an achievable power flux density in the waveguide of 5-10 MW / cm 2 , in the 3 cm wavelength range, such a microwave switch can allow the generation of nanosecond microwave pulses with a power of ~ 0.1 GW. In the 10 cm wavelength range, such a microwave switch can provide the formation of the same pulses with a power of ~ 1 GW. These values are an order of magnitude higher than the possible power of the pulses generated by the prototype device. The possibility of forming in the proposed device not only nanosecond, but also a series of subnanosecond pulses within the microwave input pulse is confirmed. Ceteris paribus, a large cross-sectional area of an oversized microwave microwave switch can provide a higher level of compressor operating power compared to the prototype, and control of the output process using the H-tee package provides the device with greater functionality.

Claims (1)

Устройство формирования нано- и субнаносекундных СВЧ-импульсов, содержащее многомодовый резонатор с элементом ввода энергии, расположенным на его входной торцовой стенке, с элементом вывода энергии, выполненным в виде плавного перехода с корпуса резонатора на выходной волновод, и интерференционный СВЧ-переключатель из волноводных соединений в Н плоскости, отличающееся тем, что выходной волновод выполнен из сверхразмерного прямоугольного волновода с первой стенкой, имеющей размер а, равный размеру широкой стенки одномодового стандартного прямоугольного волновода, и второй стенкой, являющейся сверхразмерной, имеющей размер d, удовлетворяющий соотношениям:
d=nb<0,2L,
где n=[0,2L/b] - число, являющееся целой частью отношения 0,2L/b;
b - размер узкой стенки одномодового стандартного прямоугольного волновода;
L - длина резонатора, 5λ<L<50λ, λ - длина волны в свободном пространстве,
а интерференционный переключатель выполнен в виде крестообразного волноводного соединения из сверхразмерного прямоугольного волновода, идентичного выходному волноводу, с прямыми плечами, лежащими на одной линии и последовательно встроенными в выходной волновод, а также двумя боковыми плечами, ортогональными выходному волноводу, при этом одно из боковых плеч односвязно, имеет полуволновую длину и газоразрядная трубка расположенного в нем СВЧ-коммутатора параллельна сверхразмерной стенке, а второе боковое плечо многосвязно и набрано в виде пакета из n параллельных плотно прилегающих друг к другу Н-тройников с полуволновыми прямыми входными плечами, короткозамкнутыми боковыми плечами с расположенными в них СВЧ-коммутаторами, а также короткозамкнутыми выходными прямыми плечами, имеющими длину l, удовлетворяющую неравенствам λв<l<L, где λв - длина волны в волноводе, и электроды каждого СВЧ-коммутатора подсоединены к источнику управляющих сигналов.
A device for generating nano- and subnanosecond microwave pulses containing a multimode resonator with an energy input element located on its input end wall, with an energy output element made in the form of a smooth transition from the resonator body to the output waveguide, and an interference microwave switch from waveguide compounds in the H plane, characterized in that the output waveguide is made of an oversized rectangular waveguide with a first wall having a size equal to the size of a wide wall of a single-mode standard rectangular waveguide, and the second wall, which is oversized, having a size d, satisfying the relations:
d = nb <0.2L,
where n = [0.2L / b] is a number that is an integer part of the ratio 0.2L / b;
b is the size of the narrow wall of a single-mode standard rectangular waveguide;
L is the cavity length, 5λ <L <50λ, λ is the wavelength in free space,
and the interference switch is made in the form of a cruciform waveguide connection from an oversized rectangular waveguide identical to the output waveguide, with straight shoulders lying on the same line and sequentially integrated into the output waveguide, as well as two side arms orthogonal to the output waveguide, while one of the side shoulders is simply connected has a half-wavelength and a gas discharge tube of the microwave switch located in it is parallel to the oversize wall, and the second side shoulder is multiply connected and typed in the form of a package of n parallel N-tees that are closely adjacent to each other with half-wave straight input arms, short-circuited side arms with microwave switches located in them, and also short-circuit output straight arms of length l satisfying the inequalities λ in <l <L where λ in is the wavelength in the waveguide, and the electrodes of each microwave switch are connected to a source of control signals.
RU2013132998/08A 2013-07-16 2013-07-16 Device for generating nano and sub-nanosecond microwave pulses RU2573223C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013132998/08A RU2573223C2 (en) 2013-07-16 2013-07-16 Device for generating nano and sub-nanosecond microwave pulses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013132998/08A RU2573223C2 (en) 2013-07-16 2013-07-16 Device for generating nano and sub-nanosecond microwave pulses

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013132998A RU2013132998A (en) 2015-01-27
RU2573223C2 true RU2573223C2 (en) 2016-01-20

Family

ID=53280930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013132998/08A RU2573223C2 (en) 2013-07-16 2013-07-16 Device for generating nano and sub-nanosecond microwave pulses

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2573223C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2493706A (en) * 1948-03-30 1950-01-03 Gen Precision Lab Inc Electronic switch
US4227153A (en) * 1978-07-26 1980-10-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Pulse generator utilizing superconducting apparatus
SU1228256A1 (en) * 1984-10-02 1986-04-30 Научно-Исследовательский Институт Ядерной Физики При Томском Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Политехническом Институте Им.С.М.Кирова Microwave pulse shaper
US7551042B1 (en) * 2006-06-09 2009-06-23 Johnson Ray M Microwave pulse compressor using switched oversized waveguide resonator
RU94062U1 (en) * 2009-12-30 2010-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет" RESONANT MICROWAVE COMPRESSOR
RU2486641C1 (en) * 2012-03-29 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of generating subnanosecond microwave pulses and apparatus for realising said method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2493706A (en) * 1948-03-30 1950-01-03 Gen Precision Lab Inc Electronic switch
US4227153A (en) * 1978-07-26 1980-10-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Pulse generator utilizing superconducting apparatus
SU1228256A1 (en) * 1984-10-02 1986-04-30 Научно-Исследовательский Институт Ядерной Физики При Томском Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Политехническом Институте Им.С.М.Кирова Microwave pulse shaper
US7551042B1 (en) * 2006-06-09 2009-06-23 Johnson Ray M Microwave pulse compressor using switched oversized waveguide resonator
RU94062U1 (en) * 2009-12-30 2010-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет" RESONANT MICROWAVE COMPRESSOR
RU2486641C1 (en) * 2012-03-29 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of generating subnanosecond microwave pulses and apparatus for realising said method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
В.А. АВГУСТИНОВИЧ и др., Вывод СВЧ-энергии из резонатора через сверхразмерный интерференционный переключатель, письма в ЖТФ, 26.05. 2013, Том 39, вып. 10, с. 89-94. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013132998A (en) 2015-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7551042B1 (en) Microwave pulse compressor using switched oversized waveguide resonator
Vikharev et al. High power active X-band pulse compressor using plasma switches
Avgustinovich et al. Microwave-energy extraction from a resonator via oversized interference switch
Wang et al. Pulse Lengthening of the Microwave Generated by TM₀₂ Mode Ka-Band RBWO Operating With Low Guiding Magnetic Field
RU2573223C2 (en) Device for generating nano and sub-nanosecond microwave pulses
Danly et al. Long‐pulse millimeter‐wave free‐electron laser and cyclotron autoresonance maser experiments
Bandurkin et al. High-harmonic gyrotrons with axis-encircling electron beams at IAP RAS
Peskov et al. Powerful FEM-oscillators with advanced Bragg resonators operating in a single mode regime from Ka-to W-band
RU2293404C1 (en) Microwave-pulse time compression device
RU141773U1 (en) RESONANT MICROWAVE COMPRESSOR
RU2486641C1 (en) Method of generating subnanosecond microwave pulses and apparatus for realising said method
RU2422938C1 (en) Relativistic magnetron with wave-guide outputs of capacity
RU2461922C1 (en) Commutator switched by electron beams for active compressor microwave pulses
US8674784B2 (en) Microwave pulse compressor using switched oversized waveguide resonator
RU137158U1 (en) INTERFERENCE SWITCH OF RESONANT MICROWAVE COMPRESSOR
RU140527U1 (en) INTERFERENCE SWITCH OF RESONANT MICROWAVE COMPRESSOR
RU109923U1 (en) INTERFERENCE SWITCH
RU2118041C1 (en) Device for forming of high-power ultrashort microwave pulses
Sayapin et al. Charging of the traveling wave resonator of the microwave compressor by a relativistic S-band magnetron
RU137159U1 (en) INTERFERENCE SWITCH OF RESONANT MICROWAVE COMPRESSOR
Bandurkin et al. Terahertz Large-Orbit High-Harmonic Gyrotrons at IAP RAS Features
Bogdashov et al. Oversized $ Ka $-Band Traveling-Wave Window for a High-Power Transmission
Peskov et al. Pumping Systems for Compton FEL-Scattrons: RF-Undulators and Powering Relativistic Masers
RU2551353C1 (en) Relativistic magnetron
Denisov et al. Studying of the 95/285 GHz gyrotron with frequency multiplication

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170717