RU2645298C2 - Broadband multiport klystron with a multilink filter system - Google Patents

Broadband multiport klystron with a multilink filter system Download PDF

Info

Publication number
RU2645298C2
RU2645298C2 RU2016133272A RU2016133272A RU2645298C2 RU 2645298 C2 RU2645298 C2 RU 2645298C2 RU 2016133272 A RU2016133272 A RU 2016133272A RU 2016133272 A RU2016133272 A RU 2016133272A RU 2645298 C2 RU2645298 C2 RU 2645298C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
waveguide
dielectric
klystron
output
resonator
Prior art date
Application number
RU2016133272A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016133272A (en
Inventor
Павел Данилович Шалаев
Владислав Алексеевич Царев
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (АО "НПП "Алмаз")
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 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (АО "НПП "Алмаз") filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (АО "НПП "Алмаз")
Priority to RU2016133272A priority Critical patent/RU2645298C2/en
Publication of RU2016133272A publication Critical patent/RU2016133272A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2645298C2 publication Critical patent/RU2645298C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00

Landscapes

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

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to multipath klystrons used as power amplifiers of electromagnetic waves of centimeter and millimeter wavelength ranges. Design of low-voltage multipath broadband klystron contains n (n = 1, 2, 3, …, n) passive frequency tunable resonators, located outside the vacuum part of the klystron in the output of microwave energy or in the input and output of microwave energy and containing: passive resonator from a vacuum-dense dielectric microwave window, made in the form of a waveguide-dielectric resonator, which is formed by a section of a waveguide with dielectric filling in the form of a dielectric rod sealed in the waveguide channel, dimensions of the waveguide-dielectric resonator correspond to the condition of approximate equality of its resonant frequency to the upper frequency of the klystron gain band ƒB; passive resonator from a rectangular waveguide with dielectric inhomogeneity in the form of a dielectric rod exciting the waveguide and being extension of the dielectric rod sealed in the waveguide channel; passive resonators from tuning pins, one of which is installed in the middle of a wide wall of a rectangular waveguide in the immediate vicinity of the end part of the dielectric rod, and at least one more resonant pin, which is set at a distance S from the axis of the first not less than a quarter of the wavelength at the frequency ƒB, pins being configured to change their length, allowing the rectangular waveguide with a dielectric discontinuity to be tuned and tuning pins at the resonant frequency of the active resonator or with a specified detuning from this frequency, which provides a predetermined difference in the transmission power of the microwave power in the operating band of the klystron frequencies from the input path to the active resonator input and from the output active resonator to the output path.
EFFECT: expansion of the amplification band without increasing the size and weight of the input and output resonator systems of the low-voltage multipath broadband klystron.
6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к многолучевым клистронам, используемым в качестве усилителей мощности электромагнитных волн сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн в передатчиках радиолокационных станций, систем связи и в источниках СВЧ-мощности другой радиотехнической аппаратуры, работающих в импульсном, квазиимпульсном или непрерывном режимах.The invention relates to multi-beam klystrons used as power amplifiers of electromagnetic waves in the centimeter and millimeter wavelength ranges in transmitters of radar stations, communication systems and in microwave power sources of other radio equipment operating in pulsed, quasi-pulsed or continuous modes.

Основной проблемой при создании СВЧ клистронных усилителей является получение максимальной полосы усиления при наибольшем кпд.The main problem when creating microwave klystron amplifiers is to obtain the maximum gain band at the highest efficiency.

Для решения этой противоречивой проблемы необходимо создать примерно одинаковую амплитуду первой гармоники наведенного тока в выходной колебательной системе клистрона на всех частотах рабочего диапазона, что осуществляется соответствующей настройкой резонансных частот промежуточных резонаторов.To solve this controversial problem, it is necessary to create approximately the same amplitude of the first harmonic of the induced current in the output oscillator system of the klystron at all frequencies of the working range, which is carried out by the corresponding tuning of the resonant frequencies of the intermediate resonators.

Кроме того, необходимо обеспечить минимальный или специально заданный перепад коэффициента передачи СВЧ-мощности из входного тракта в активный входной резонатор и из активного выходного резонатора в выходной тракт в заданной полосе частот.In addition, it is necessary to ensure a minimum or specially specified difference in the transmission coefficient of microwave power from the input path to the active input resonator and from the active output resonator to the output path in a given frequency band.

Выполнение последнего условия в выходной цепи клистронов достигается использованием дополнительных пассивных резонаторов, образующих единую фильтровую систему с активным однозазорным или многозазорным резонатором [Пасманник В.И. Системы связанных контуров. М.: Физматлит., 2005; Патент US 3484861 А, МПК H01J 25/16, (IPC1-7): H01J 25/02, опубл. 16.12.1969; Патент US 3299312 А, МПК H01J 25/12, опубл. 17.01.1967].The fulfillment of the last condition in the output klystron circuit is achieved using additional passive resonators, forming a single filter system with an active single-gap or multi-gap resonator [Pasmannik V.I. Connected loop systems. M .: Fizmatlit., 2005; US patent 3484861 A, IPC H01J 25/16, (IPC1-7): H01J 25/02, publ. 12/16/1969; Patent US 3299312 A, IPC H01J 25/12, publ. 01/17/1967].

Для реализации этих условий в многорезонаторных клистронах необходимо введение в выходную часть фильтровой системы как минимум двух пассивных резонаторов [Авторское свидетельство SU 880158 А1, МПК H01J 25/10, опубл. 07.03.1992].To implement these conditions in multi-cavity klystrons, it is necessary to introduce at least two passive resonators into the output of the filter system [Copyright certificate SU 880158 A1, IPC H01J 25/10, publ. 03/07/1992].

Известна конструкция широкополосного многолучевого клистрона, предназначенная для работы в длинноволновой части сантиметрового диапазона [Патент US 3484861 А, МПК H01J 25/16, (IPC 1-7): H01J 25/02, опубл. 16.12.1969]. Для расширения полосы на входе и выходе этого прибора установлены многозвенные фильтровые системы, расположенные в вакуумной части клистрона. Недостатками такого устройства являются большие габариты и масса, а также сложность настройки фильтровой системы, расположенной в вакуумной части этого прибора.A known design of a broadband multi-beam klystron designed to operate in the long wavelength part of the centimeter range [Patent US 3484861 A, IPC H01J 25/16, (IPC 1-7): H01J 25/02, publ. 12.16.1969]. To expand the strip at the input and output of this device, multi-link filter systems are installed located in the vacuum part of the klystron. The disadvantages of this device are the large size and weight, as well as the difficulty of setting up the filter system located in the vacuum part of this device.

Известен широкополосный многолучевой клистрон, предназначенный для работы в средневолновой части сантиметрового диапазона [Заявка на патент на полезную модель CN 203134747 U, МПК H01J 23/36, опубл. 14.08.2013].Known broadband multi-beam klystron, designed to work in the mid-wave part of the centimeter range [Application for patent for utility model CN 203134747 U, IPC H01J 23/36, publ. 08/14/2013].

Он содержит трехзвенную фильтровую систему, состоящую из выходного активного двухзазорного резонатора и двух пассивных резонаторов, расположенных в вакуумной части клистрона и выполненных в виде двух резонансных камер, разделенных диафрагмами и снабженных регулируемыми штырями. Причем эти камеры выполнены с возможностью настройки на ту же резонансную частоту, что и активный резонатор с помощью двух настроечных винтов. На выходе второго пассивного резонатора установлено вакуумно-плотное окно с диэлектрическим изолятором. Однако реализация такого устройства в коротковолновой части СВЧ-диапазона затруднена из-за его громоздкости, которая связана с большими габаритами фильтровой системы, содержащей дополнительные пассивные резонаторы в виде двух резонансных камер. Кроме того, эта система очень сложна в настройке, поскольку ее настроечные винты связаны с вакуумной частью прибора.It contains a three-link filter system consisting of an output active two-gap resonator and two passive resonators located in the vacuum part of the klystron and made in the form of two resonance chambers separated by diaphragms and equipped with adjustable pins. Moreover, these cameras are configured to tune to the same resonant frequency as the active resonator using two tuning screws. A vacuum-tight window with a dielectric insulator is installed at the output of the second passive resonator. However, the implementation of such a device in the short-wave part of the microwave range is difficult due to its bulkiness, which is associated with the large dimensions of the filter system containing additional passive resonators in the form of two resonant chambers. In addition, this system is very difficult to configure, since its tuning screws are connected to the vacuum part of the device.

Расширение полосы усиления в низковольтных многолучевых клистронах в области более высоких частот сдерживается тем, что размеры резонаторов и фильтровых систем уменьшаются пропорционально длине волны и величине ускоряющего напряжения. Поэтому при создании широкополосных многолучевых клистронов, предназначенных для работы в диапазоне частот 15-40 ГГц, возникают трудности изготовления малоразмерных деталей конструкции фильтровой системы с допусками 0,5-1,0 мкм.The expansion of the gain band in low-voltage multipath klystrons at higher frequencies is constrained by the fact that the dimensions of the resonators and filter systems are reduced in proportion to the wavelength and the magnitude of the accelerating voltage. Therefore, when creating broadband multipath klystrons designed to operate in the frequency range 15–40 GHz, it is difficult to manufacture small-sized structural parts of the filter system with tolerances of 0.5–1.0 μm.

Известна конструкция многолучевого малогабаритного низковольтного клистрона 8 мм диапазона длин волн, в которой ввод и вывод энергии прибора выполнены из волноводов с толщиной стенок не более 1 мм, в которые для вакуумной плотности впаяны керамические пластины [Востров М.С., Закурдаев А.Д., Полевич Г.А. - Многолучевой малогабаритный клистрон 8 мм диапазона длин волн // ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕХНИКА, СЕР. 1, СВЧ-ТЕХНИКА, ВЫП. 4(511), 2011, С. 3-5]. Волноводы присоединены пайкой к общему фланцу, в котором выполнены окна связи с входным и выходным резонаторами для ввода и вывода энергии. Вывод энергии совмещен с пассивным резонатором, который можно настраивать на холодных измерениях специальным настроечным винтом. Для расширения полосы усиления необходимо увеличивать число пассивных резонаторов. Однако при этом ухудшаются массогабаритные характеристики клистрона, а технологические трудности изготовления такой резонансной системы обуславливают низкий процент выхода годных приборов и их высокую стоимость.A known design of a multi-beam small-sized low-voltage klystron of 8 mm wavelength range, in which the input and output energy of the device is made of waveguides with a wall thickness of not more than 1 mm, into which ceramic plates are soldered for vacuum density [Vostrov MS, Zakurdaev AD , Polevich G.A. - Multipath small-sized klystron of 8 mm wavelength range // ELECTRONICS, SER. 1, microwave technology, vyp. 4 (511), 2011, S. 3-5]. The waveguides are soldered to a common flange, in which there are communication windows with input and output resonators for input and output of energy. The energy output is combined with a passive resonator, which can be adjusted on cold measurements with a special tuning screw. To expand the gain band, it is necessary to increase the number of passive resonators. However, the mass and size characteristics of the klystron are deteriorating, and the technological difficulties in manufacturing such a resonant system result in a low percentage of suitable devices and their high cost.

Таким образом, в известных конструкциях низковольтных многолучевых клистронов, работающих в диапазоне 15-40 ГГц, возможности расширения полосы усиления при сохранении малых габаритов и трудоемкости их изготовления, по сравнению с достигнутым уровнем, практически исчерпаны.Thus, in the known designs of low-voltage multi-beam klystrons operating in the range of 15-40 GHz, the possibilities of expanding the gain band while maintaining small dimensions and the complexity of their manufacture, in comparison with the achieved level, are practically exhausted.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является конструкция низковольтного многолучевого клистрона, предназначенного для работы в коротковолновой части сантиметрового и длинноволновой части миллиметрового диапазонов [Патент RU 2239256, МПК H01J 25/10, опубл. 27.10.2004]. Устройство имеет узлы ввода и вывода СВЧ-энергии, расположенные, соответственно, со стороны входного и выходного активных резонаторов. Эти узлы выполнены в виде волноводов, электромагнитно связанных с активными резонаторами через вакуумно-плотные диэлектрические СВЧ-окна и резонансные диафрагмы, которые могут быть размещены в электродинамических элементах связи в виде отрезков волноводов. Однако в электродинамических элементах связи не содержится элементов, обеспечивающих изменение их резонансных частот и получение настраиваемых по ширине полосы фильтровых систем, совмещенных с СВЧ-вводом и выводом. Поэтому такие клистроны являются существенно узкополосными.Closest to the claimed invention is the design of a low-voltage multi-beam klystron designed to operate in the shortwave of the centimeter and longwave of the millimeter ranges [Patent RU 2239256, IPC H01J 25/10, publ. 10/27/2004]. The device has input and output units of microwave energy located, respectively, from the input and output active resonators. These nodes are made in the form of waveguides electromagnetically coupled to active resonators through vacuum-tight dielectric microwave windows and resonant diaphragms, which can be placed in electrodynamic communication elements in the form of segments of waveguides. However, the electrodynamic communication elements do not contain elements providing a change in their resonant frequencies and obtaining filter systems tunable in bandwidth combined with microwave input and output. Therefore, such klystrons are substantially narrowband.

Следовательно возникает потребность создания многолучевых низковольтных клистронов, имеющих фильтровую систему на входе и выходе прибора, которую можно было бы сравнительно просто перестроить в диапазоне частот (равном или больше, чем полоса усиления прибора) в процессе измерения электрических параметров клистрона и его узлов.Consequently, there is a need to create multi-beam low-voltage klystrons having a filter system at the input and output of the device, which could be relatively simply tuned in the frequency range (equal to or greater than the gain band of the device) in the process of measuring the electrical parameters of the klystron and its components.

Задачей изобретения является расширение полосы усиления без увеличения габаритов и массы входной и выходной резонаторных систем низковольтного многолучевого широкополосного клистрона.The objective of the invention is to expand the gain band without increasing the size and mass of the input and output resonator systems of low-voltage multi-beam broadband klystron.

Это достигается тем, что предложенная конструкция низковольтного многолучевого широкополосного клистрона содержит n (n=1, 2, 3, …, n) пассивных настраиваемых по частоте резонаторов, расположенных за пределами вакуумной части клистрона в выводе СВЧ-энергии или во вводе и выводе СВЧ-энергии и состоящих: пассивный резонатор из вакуумно-плотного диэлектрического СВЧ-окна, выполненного в виде волноводно-диэлектрического резонатора, который образован отрезком волновода с диэлектрическим заполнением в виде диэлектрического стержня, герметично установленного в канале волновода, причем размеры волноводно-диэлектрического резонатора соответствуют условию примерного равенства его резонансной частоты верхней частоте полосы усиления клистрона ƒв; пассивный резонатор из прямоугольного волновода с диэлектрической неоднородностью в виде диэлектрического стержня, возбуждающего волновод и являющегося продолжением диэлектрического стержня, герметично установленного в канале волновода; пассивные резонаторы из настроечных штырей, один из которых установлен посредине широкой стенки прямоугольного волновода в непосредственной близости от торцевой части диэлектрического стержня, и по крайней мере еще один резонансный штырь, который установлен на расстоянии S от оси первого не менее четверти длины волны на частоте ƒв, причем штыри выполнены с возможностью изменения их длины, позволяющей настроить прямоугольный волновод с диэлектрической неоднородностью и настроечными штырями на резонансную частоту активного резонатора или с заданной отстройкой от этой частоты, что обеспечивает заданный перепад коэффициента передачи СВЧ-мощности в рабочей полосе частот клистрона из входного тракта во входной активный резонатор и из выходного активного резонатора в выходной тракт. Клистрон также содержит входной, промежуточные и выходной активные резонаторы; узлы ввода и вывода СВЧ-энергии, в состав которых входят: диафрагмы с окнами связи, расположенные во входном и выходном активных резонаторах и предназначенные для осуществления электромагнитной связи этих резонаторов с элементами узлов ввода и вывода СВЧ-энергии, вакуумно-плотные диэлектрические СВЧ-окна, отрезки прямоугольных волноводов с диэлектрическими стержнями, возбуждающими волноводы, и настроечными штырями, расположенными по широким стенкам волноводов.This is achieved by the fact that the proposed design of a low-voltage multipath broadband klystron contains n (n = 1, 2, 3, ..., n) passive frequency-tunable resonators located outside the vacuum part of the klystron in the microwave energy output or in the microwave input and output energy and consisting of: a passive resonator from a vacuum-tight dielectric microwave window, made in the form of a waveguide-dielectric resonator, which is formed by a segment of a waveguide with a dielectric filling in the form of a dielectric rod, hermetically Formation in the channel waveguide, wherein the dimensions of the dielectric waveguide resonator correspond to the condition of approximate equality its resonant frequencies of the upper frequency band ƒ amplification in a klystron; a passive resonator of a rectangular waveguide with a dielectric heterogeneity in the form of a dielectric rod, exciting the waveguide and which is a continuation of the dielectric rod hermetically installed in the channel of the waveguide; passive resonators from tuning pins, one of which is installed in the middle of the wide wall of a rectangular waveguide in the immediate vicinity of the end part of the dielectric rod, and at least one other resonant pin, which is installed at a distance S from the axis of the first at least a quarter of the wavelength at a frequency ƒ in moreover, the pins are made with the possibility of changing their length, allowing you to configure a rectangular waveguide with a dielectric heterogeneity and tuning pins on the resonant frequency of the active resonator or with a given detuning from this frequency, which provides a given difference in the microwave power transmission coefficient in the working frequency band of the klystron from the input path to the input active resonator and from the output active resonator to the output path. The klystron also contains input, intermediate and output active resonators; microwave energy input and output nodes, which include: diaphragms with communication windows located in the input and output active resonators and designed for electromagnetic coupling of these resonators with elements of microwave energy input and output nodes, vacuum-tight microwave insulating windows , segments of rectangular waveguides with dielectric rods exciting the waveguides, and tuning pins located along the wide walls of the waveguides.

Кроме этого, в наиболее широкополосном исполнении, вывод СВЧ-энергии или ввод и вывод СВЧ-энергии низковольтного многолучевого широкополосного клистрона содержат также настроечные волноводные диафрагмы, обеспечивающие расширение полосы согласования волновых сопротивлений ввода и вывода СВЧ-энергии клистрона с внешними волноводными трактами, по крайней мере одну диафрагму, которая расположена между первым настроечным штырем, находящимся в непосредственной близости от торцевой части диэлектрического стержня, и последующими настроечными штырями.In addition, in the most broadband version, the output of microwave energy or the input and output of microwave energy of a low-voltage multi-beam broadband klystron also contains tuning waveguide diaphragms, providing an extension of the matching band of the impedances of the input and output microwave energy of the klystron with external waveguide paths, at least one diaphragm, which is located between the first adjusting pin located in the immediate vicinity of the end part of the dielectric rod, and subsequent adjustments GOVERNMENTAL pins.

В предложенной конструкции критические частоты ƒcr электродинамических элементов связи, которые представляют собой отрезки волноводов с диэлектрическим заполнением и отрезки прямоугольных волноводов с диэлектрической неоднородностью, настроечными штырями и настроечными волноводными диафрагмами, ниже чем нижняя граничная частота области рабочих частот клистрона ƒн.In the proposed design, the critical frequencies ƒ cr of electrodynamic coupling elements, which are segments of waveguides with dielectric filling and segments of rectangular waveguides with dielectric heterogeneity, tuning pins and tuning waveguide diaphragms, are lower than the lower boundary frequency of the operating frequency region of the klystron ƒ н .

В предложенном устройстве, содержащем вводы/выводы СВЧ-энергии, наличие элементов связи в виде отрезков заполненных диэлектриком волноводов с резонансной частотой равной верхней частоте полосы усиления клистрона и прямоугольных волноводов с диэлектрической неоднородностью, настроечных штырей, настроенных на резонансную частоту активного резонатора или с заданной отстройкой от этой частоты, представляющих собой последовательно расположенные настраиваемые пассивные резонаторы, и настроечных волноводных диафрагм приводит к созданию во входной и выходной резонансных системах компактных широкополосных волноводно-диэлектрических фильтров с запредельными связями, настраиваемых на заданный перепад коэффициента передачи СВЧ-мощности в рабочей полосе частот клистрона из входного тракта во входной активный резонатор и из выходного активного резонатора в выходной тракт.In the proposed device, containing inputs / outputs of microwave energy, the presence of communication elements in the form of segments of insulator-filled waveguides with a resonant frequency equal to the upper frequency of the amplification band of the klystron and rectangular waveguides with dielectric heterogeneity, tuning pins tuned to the resonant frequency of the active resonator or with a given detuning from this frequency, which are sequentially arranged tunable passive resonators, and tuning waveguide diaphragms leads to the creation of In the input and output resonant systems of compact broadband waveguide-dielectric filters with transcendental connections, tunable to a given difference in the microwave power transfer coefficient in the working frequency band of the klystron from the input path to the input active resonator and from the output active resonator to the output path.

Первым из этих пассивных резонаторов, со стороны активного резонатора, как в устройстве ввода, так и в устройстве вывода энергии, является резонатор в виде отрезка заполненного диэлектриком волновода.The first of these passive resonators, from the side of the active resonator, both in the input device and in the energy output device, is the resonator in the form of a segment of a waveguide filled with a dielectric.

Конструктивная настройка этого резонатора на верхнюю (или близкую к ней) частоту полосы усиления клистрона обеспечивается выбором параметров волновода и диэлектрического стержня, при этом должно выполняться условие ƒcrн.The constructive tuning of this resonator to the upper (or close to it) frequency of the klystron gain band is provided by the choice of the waveguide and dielectric rod parameters, and the condition условие crn must be fulfilled.

Размеры волноводов выбраны таким образом, чтобы рабочий диапазон клистрона лежал в одномодовых областях рабочих частот волноводов. Критическая частота прямоугольного волновода определяется формулой:The dimensions of the waveguides are selected so that the operating range of the klystron lies in single-mode regions of the operating frequencies of the waveguides. The critical frequency of a rectangular waveguide is determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где с - скорость света;where c is the speed of light;

m, n - номера мод колебаний;m, n are the vibration mode numbers;

а - размер широкой стенки волновода; a is the size of the wide wall of the waveguide;

b - размер узкой стенки волновода.b is the size of the narrow wall of the waveguide.

Так как используемый тип колебаний есть Н10, то m=1, n=0. Критическая частота круглого (в качестве частного случая) волновода, заполненного диэлектриком, определяется формулой:Since the type of oscillation used is H 10 , then m = 1, n = 0. The critical frequency of a round (as a special case) waveguide filled with a dielectric is determined by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где χmk - k-й корень производной функции Бесселя первого рода порядка m;where χ mk is the kth root of the derivative of the Bessel function of the first kind of order m;

а - радиус волновода; a is the radius of the waveguide;

n - показатель преломления среды (диэлектрика).n is the refractive index of the medium (dielectric).

Так как данный волновод работает на типе Н11, имеющем наибольшую длину волны, то m=1 и k=1.Since this waveguide operates on type H 11 having the longest wavelength, then m = 1 and k = 1.

Ни один из волноводов не является запредельным.None of the waveguides is transcendent.

Для уменьшения нагруженной добротности входного и выходного активных резонаторов один конец диэлектрического стержня расположен непосредственно вблизи резонансной диафрагмы. Таким образом, резонаторы оказываются нагруженными на волноводы с диэлектрическим заполнением.To reduce the loaded Q factor of the input and output active resonators, one end of the dielectric rod is located directly near the resonant diaphragm. Thus, the resonators are loaded on waveguides with dielectric filling.

Вторым пассивным резонатором, как в устройстве ввода, так и в устройстве вывода СВЧ-энергии, является прямоугольный волновод с диэлектрической неоднородностью в виде диэлектрического стержня, возбуждающего волновод.The second passive resonator, both in the input device and in the microwave energy output device, is a rectangular waveguide with a dielectric heterogeneity in the form of a dielectric rod exciting the waveguide.

Конструктивная настройка этого резонатора на резонансную частоту активного резонатора или с заданной отстройкой от этой частоты обеспечивается выбором параметров диэлектрического стержня в прямоугольном волноводе.The constructive tuning of this resonator to the resonant frequency of the active resonator or with a given detuning from this frequency is provided by the choice of parameters of the dielectric rod in a rectangular waveguide.

При использовании в прямоугольном волноводе диэлектрической неоднородности в виде круглого диэлектрического стержня максимальное расширение рабочей полосы клистрона достигается при условии:When a dielectric heterogeneity is used in a rectangular waveguide in the form of a round dielectric rod, the maximum expansion of the working band of the klystron is achieved provided that:

Figure 00000003
Figure 00000003

Dc≤0,8b,D c ≤0.8b,

где

Figure 00000004
- длина диэлектрического стержня в прямоугольном волноводе, мм;Where
Figure 00000004
- the length of the dielectric rod in a rectangular waveguide, mm;

Dc - диаметр диэлектрического стержня мм;D c is the diameter of the dielectric rod mm;

εr - относительная диэлектрическая проницаемость стержня;ε r is the relative dielectric constant of the rod;

ƒв - верхняя частота полосы усиления клистрона, ГГц;ƒ в - upper frequency of the klystron gain band, GHz;

b - размер узкой стенки прямоугольного волновода, мм.b is the size of the narrow wall of a rectangular waveguide, mm

Расчет длины круглого стержня по предложенной формуле для ƒв=17,7 ГГц, Dc=4 мм; εr=9; b=6,5 мм дает результат lc=6.91 мм (очень близкий к экспериментальным данным - lc=6,92 мм).The calculation of the length of the round rod according to the proposed formula for ƒ in = 17.7 GHz, D c = 4 mm; ε r = 9; b = 6.5 mm gives the result l c = 6.91 mm (very close to the experimental data - l c = 6.92 mm).

На фиг. 1 видно, что теоретическая и экспериментальная зависимости относительной длины круглого диэлектрического стержня от верхней частоты полосы усиления клистрона хорошо совпадают.In FIG. Figure 1 shows that the theoretical and experimental dependences of the relative length of a round dielectric rod on the upper frequency of the klystron gain band coincide well.

Окончательная настройка этого «волноводно-диэлектрического» резонатора на резонансную частоту активного резонатора или с заданной отстройкой от этой частоты на стадии технологических испытаний клистрона в рабочем режиме осуществляется с помощью изменения длины настроечного штыря, установленного по центру широкой стенки прямоугольного волновода и расположенного в непосредственной близости от торцевой части диэлектрического стержня.The final tuning of this “waveguide-dielectric” resonator to the resonant frequency of the active resonator or with a specified detuning from this frequency at the stage of technological tests of the klystron in the operating mode is carried out by changing the length of the tuning pin mounted in the center of the wide wall of the rectangular waveguide and located in close proximity to end part of the dielectric rod.

Третьим пассивным резонатором в этой фильтровой системе является резонансный настроечный штырь, установленный по центру широкой стенки прямоугольного волновода и расположенный в непосредственной близости от торцевой части диэлектрического стержня, который предназначен для настройки «волноводно-диэлектрического» резонатора на резонансную частоту активного резонатора или с заданной отстройкой от этой частоты на стадии технологических испытаний клистрона в рабочем режиме.The third passive resonator in this filter system is a resonant tuning pin, mounted in the center of the wide wall of a rectangular waveguide and located in close proximity to the end part of the dielectric rod, which is designed to tune the "waveguide-dielectric" resonator to the resonant frequency of the active resonator or with a given offset from of this frequency at the stage of technological tests of the klystron in the operating mode.

Четвертым пассивным резонатором в этой фильтровой системе является резонансный штырь, который для достижения оптимальной связи между пассивными резонаторами устанавливают на расстоянии не менее четверти длины волны на частоте ƒв от настроечного штыря. Диапазон и точность настройки пассивной фильтровой системы на заданные частоты повышаются, если в конструкцию пассивной фильтровой системы дополнительно введен второй резонансный штырь. При этом эти резонансные штыри установлены со смещением х1, х2 относительно центра прямоугольного волновода и одинаково удалены от торцевой части диэлектрического стержня, что обеспечивает синфазный вид колебаний этих резонансных элементов при их возбуждении волной Н10 в прямоугольном волноводе. Диапазон согласования волновых сопротивлений ввода и вывода СВЧ-энергии клистрона с внешними волноводными трактами расширяется, если в конструкцию пассивной фильтровой системы дополнительно введены настроечные волноводные диафрагмы, по крайней мере одна, которая располагается между первым настроечным штырем, находящимся в непосредственной близости от торцевой части диэлектрического стержня, и последующими настроечными штырями.The fourth passive resonator in this filter system is a resonant pin, which is installed at a distance of at least a quarter of the wavelength at a frequency of ƒ in from the tuning pin to achieve optimal coupling between the passive resonators. The range and accuracy of tuning the passive filter system to the given frequencies are increased if a second resonant pin is additionally introduced into the design of the passive filter system. Moreover, these resonant pins are installed with an offset of x 1 , x 2 relative to the center of the rectangular waveguide and are equally removed from the end part of the dielectric rod, which provides a common-mode form of vibrations of these resonant elements when they are excited by an H 10 wave in a rectangular waveguide. The range of matching of the wave resistances of the input and output of microwave energy of the klystron with external waveguide paths is expanded if at least one tuning waveguide diaphragm is added to the design of the passive filter system, which is located between the first tuning pin located in the immediate vicinity of the end part of the dielectric rod , and subsequent training pins.

Так как упомянутые выше пассивные резонаторы фильтровой системы включены последовательно, то их настройка на заданные частоты и подбор связи между ними может быть осуществлен как за счет варьирования их места расположения относительно друг друга, так и за счет изменения длины резонансных элементов (штырей).Since the passive resonators of the filter system mentioned above are connected in series, their tuning to the given frequencies and selecting the connection between them can be carried out both by varying their location relative to each other, and by changing the length of the resonant elements (pins).

Как во входной, так и в выходной фильтровых системах настраиваемые пассивные резонаторы и настроечные волноводные диафрагмы находятся вне вакуума и связаны с активным резонатором через вакуумно-плотное диэлектрическое СВЧ-окно в виде отрезка заполненного диэлектриком волновода, выполняющего также функции первого пассивного резонатора, и через резонансную диафрагму, расположенную со стороны соответствующего активного резонатора.In both the input and output filter systems, tunable passive resonators and tuning waveguide diaphragms are located outside the vacuum and are connected to the active resonator through a vacuum-tight dielectric microwave window in the form of a segment of a waveguide filled with dielectric, which also functions as the first passive resonator, and through the resonant a diaphragm located on the side of the corresponding active resonator.

Применение волноводно-диэлектрических структур в качестве вакуумно-плотных диэлектрических СВЧ-окон, являющихся одновременно базовыми элементами фильтровых систем многолучевых клистронов, позволяет совместить конструкцию многозвенной фильтровой системы с малогабаритными волноводно-диэлектрическими устройствами ввода/вывода энергии стержневого типа в сантиметровом и миллиметровом диапазонах частот и позволяет расширить полосу усиления клистрона, не увеличивая габариты и массу этих устройств.The use of waveguide-dielectric structures as vacuum-tight dielectric microwave windows, which are simultaneously the basic elements of multi-beam klystron filter systems, allows you to combine the design of a multi-link filter system with small-sized waveguide-dielectric rod-type energy input / output devices in the centimeter and millimeter frequency ranges and allows expand the klystron gain band without increasing the size and mass of these devices.

Сказанное позволяет сделать вывод о наличии в заявляемом изобретении "изобретательского уровня".The foregoing allows us to conclude that there is a "inventive step" in the claimed invention.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображены теоретическая (штриховая линия) и экспериментальная (сплошная линия) зависимости относительной длины круглого диэлектрического стержня от верхней частоты полосы усиления клистрона. На фиг. 2 приведен общий вид многолучевого клистрона. На фиг. 3 изображено поперечное сечение клистрона в сечении А-А (повернуто) без настроечной волноводной диафрагмы. На фиг. 4 изображено поперечное сечение клистрона в сечении А-А (повернуто) с настроечной волноводной диафрагмой.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. Figure 1 shows the theoretical (dashed line) and experimental (solid line) dependences of the relative length of a round dielectric rod on the upper frequency of the klystron gain band. In FIG. Figure 2 shows a general view of a multipath klystron. In FIG. 3 shows a cross section of a klystron in section AA (rotated) without a tuning waveguide diaphragm. In FIG. 4 shows a cross section of a klystron in section AA (rotated) with a tuning waveguide diaphragm.

Позициями на фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4 обозначены:With reference to FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4 are indicated:

1 - катодно-сеточный узел,1 - cathode-grid node

2 - входной активный резонатор,2 - input active resonator,

3 - выходной активный резонатор,3 - output active resonator,

4 - узел ввода энергии;4 - node input energy;

5 - узел вывода энергии;5 - node output energy;

6 - промежуточный резонатор;6 - intermediate resonator;

7 - коллектор;7 - collector;

8 - каналы для пролета электронных лучей;8 - channels for the passage of electron beams;

9 - резонансная диафрагма;9 - resonant diaphragm;

10 - отрезки входного и выходного прямоугольных волноводов;10 - segments of the input and output rectangular waveguides;

11 - отрезки заполненных диэлектриком волноводов;11 - segments of dielectric-filled waveguides;

12 - диэлектрические стержни;12 - dielectric rods;

13 - каналы окон связи по СВЧ-полю в прямоугольных волноводах, совмещенные с отрезками заполненных диэлектриком волноводов;13 - channels of communication windows along a microwave field in rectangular waveguides, combined with segments of waveguides filled with a dielectric;

14 - настроечные штыри;14 - tuning pins;

15 - первые резонансные штыри;15 - the first resonant pins;

16 - вторые резонансные штыри;16 - second resonant pins;

17 - механизмы настройки частот;17 - frequency tuning mechanisms;

18 - полюсные наконечники магнитной системы.18 - pole tips of the magnetic system.

19 - настроечная волноводная диафрагма.19 - tuning waveguide diaphragm.

Работа многолучевого клистрона осуществляется следующим образом.The work of multi-beam klystron is as follows.

В катодно-сеточном узле (1) под воздействием ускоряющего напряжения формируется многолучевой электронный поток, который пропускается через каналы для пролета электронных лучей (8), выполненные во входном (2) промежуточном (6) и выходном (3) активных резонаторах. Далее лучи фокусируются продольным магнитным полем, конфигурация которого определяется полюсными наконечниками (18) магнитной системы. После прохождения резонаторов электронные лучи рассеиваются на коллекторе (7).In the cathode-grid unit (1), under the influence of accelerating voltage, a multipath electron beam is formed, which is passed through channels for the passage of electron beams (8), made in the input (2) intermediate (6) and output (3) active resonators. Further, the rays are focused by a longitudinal magnetic field, the configuration of which is determined by the pole tips (18) of the magnetic system. After the passage of the resonators, the electron beams are scattered on the collector (7).

Входной СВЧ-сигнал подается в отрезок прямоугольного волновода (10), входящего в состав узла ввода энергии (4), и возбуждает в нем электромагнитное поле волны типа Н10, которое, в свою очередь, возбуждает многозвенную широкополосную фильтровую систему из пассивных резонаторов, содержащих отрезки входного и выходного прямоугольных волноводов (10) с диэлектрическими стержнями (12), отрезки заполненных диэлектриком волноводов (11), каналы окон связи по СВЧ-полю в прямоугольных волноводах (13), совмещенные с отрезками заполненных диэлектриком волноводов, настроечные штыри (14), первые резонансные штыри (15), вторые резонансные штыри (16); настроечных волноводных диафрагм (19), резонансной диафрагмы (9) и входного и выходного активных резонаторов. Во входной фильтровой системе многолучевого клистрона, при подаче входного сигнала, распространяются как волны основного типа Н10 в отрезке прямоугольного волновода (10), связанного с нагрузкой, так и волны основного типа Н11, возбуждаемые в отрезке заполненного диэлектриком волновода (11), который связан через резонансную диафрагму (9) с входным активным резонатором (2). Под действием продольной составляющей СВЧ электрического поля стоячей волны типа Н10 в входном активном резонаторе (2) возникает продольное СВЧ электрическое поле стоячей волны типа Н10, которое в СВЧ-зазоре производит модуляцию проходящих через резонаторы электронных лучей по скорости. Входная фильтровая система обеспечивает возбуждение во входном активном резонаторе продольного СВЧ электрического поля стоячей волны типа Н10 в СВЧ-зазоре примерно одинаковой напряженности на всех частотах рабочего диапазона клистрона или с заданной амплитудно-частотной зависимостью. Формирование плотных электронных сгустков происходит при последовательном прохождении электронными лучами промежуточных резонаторов (6), где происходит дополнительная модуляция электронов по скорости, и труб дрейфа, в которых происходит модуляция электронов по плотности. Для создания примерно одинаковой амплитуды первой гармоники наведенного тока в выходной колебательной системе клистрона на всех частотах рабочего диапазона с помощью механизмов настройки частот (17) производят соответствующую настройку резонансных частот промежуточных резонаторов (6). Пролетая через зазор выходного активного резонатора (3), сгустки электронов попадают в тормозящую фазу СВЧ-поля и, в результате торможения, отдают ему свою кинетическую энергию. Так как конструкция выходной фильтровой системы многолучевого широкополосного клистрона полностью идентична входной, то в ней происходит передача электромагнитных волн из выходного активного резонатора через узел вывода энергии (5) в нагрузку с заданным коэффициентом передачи или близком к 1 во всем рабочем диапазоне широкополосного клистрона.An input microwave signal is supplied to a segment of a rectangular waveguide (10), which is part of the energy input unit (4), and excites in it an electromagnetic field of an H 10 type wave, which, in turn, excites a multi-link broadband filter system from passive resonators containing segments of the input and output rectangular waveguides (10) with dielectric rods (12), segments of insulator-filled waveguides (11), communication channels through a microwave field in rectangular waveguides (13), combined with segments of a wave filled with dielectric odov, adjusting pins (14), the first resonant pins (15), the second resonant pins (16); tuning waveguide diaphragms (19), resonant diaphragm (9) and input and output active resonators. In the input filter system of a multipath klystron, when the input signal is applied, both waves of the main type H 10 propagate in the segment of the rectangular waveguide (10) associated with the load, and waves of the main type H 11 excited in the segment filled with the dielectric waveguide (11), which connected through the resonant diaphragm (9) to the input active resonator (2). Under the action of the longitudinal component of the microwave electric field of a standing wave of type H 10 in the input active resonator (2), a longitudinal microwave electric field of a standing wave of type H 10 appears, which modulates the electron rays passing through the resonators in speed in the microwave gap. The input filter system provides excitation in the input active resonator of a longitudinal microwave electric field of a standing wave of type H 10 in the microwave gap of approximately the same intensity at all frequencies of the working range of the klystron or with a given amplitude-frequency dependence. The formation of dense electron bunches occurs during the sequential passage of intermediate resonators by electron beams (6), where the additional modulation of the electrons in speed occurs, and of drift tubes in which the modulation of electrons in density occurs. To create approximately the same amplitude of the first harmonic of the induced current in the output klystron oscillatory system at all frequencies of the working range using the frequency tuning mechanisms (17), the resonant frequencies of the intermediate resonators are adjusted accordingly (6). Passing through the gap of the output active resonator (3), electron bunches fall into the braking phase of the microwave field and, as a result of braking, give them their kinetic energy. Since the design of the output filter system of a multi-beam broadband klystron is completely identical to the input one, electromagnetic waves are transmitted from the output active resonator through the energy output unit (5) to the load with a given transmission coefficient or close to 1 in the entire working range of the broadband klystron.

Совмещение конструкции фильтровой системы с узлами ввода и вывода энергии многолучевого клистрона приводит в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн к расширению полосы усиления этого прибора без увеличения его габаритов и массы.Combining the design of the filter system with the energy input and output nodes of the multi-beam klystron leads in the centimeter and millimeter wavelength ranges to expand the gain band of this device without increasing its size and mass.

Источники информацииInformation sources

1. Пасманник В.И. Системы связанных контуров. М.: Физматлит, 2005.1. Pasmannik V.I. Connected loop systems. M .: Fizmatlit, 2005.

2. Патент US 3484861 А, МПК H01J 25/16, (IPC 1-7): H01J 25/02, опубл. 16.12.1969.2. Patent US 3484861 A, IPC H01J 25/16, (IPC 1-7): H01J 25/02, publ. 12/16/1969.

3. Патент US 3299312 А, МПК H01J 25/12, опубл. 17.01.1967.3. Patent US 3299312 A, IPC H01J 25/12, publ. 01/17/1967.

4. Авторское свидетельство SU 880158 А1, МПК H01J 25/10, опубл. 07.03.1992.4. Copyright certificate SU 880158 A1, IPC H01J 25/10, publ. 03/07/1992.

5. Заявка на патент на полезную модель CN 203134747 U, МПК H01J 23/36, опубл. 14.08.2013.5. Patent application for utility model CN 203134747 U, IPC H01J 23/36, publ. 08/14/2013.

6. Востров М.С., Закурдаев А.Д., Полевич Г.А. - Многолучевой малогабаритный клистрон 8 мм диапазона длин волн // ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕХНИКА, СЕР. 1, СВЧ-ТЕХНИКА, ВЫП. 4(511), 2011, С. 3-5.6. Vostrov M.S., Zakurdaev A.D., Polevich G.A. - Multipath small-sized klystron of 8 mm wavelength range // ELECTRONICS, SER. 1, microwave technology, vyp. 4 (511), 2011, S. 3-5.

7. Патент RU 2239256, МПК H01J 25/10, опубл. 27.10.2004.7. Patent RU 2239256, IPC H01J 25/10, publ. 10/27/2004.

Claims (13)

1. Широкополосный многолучевой клистрон, содержащий входной, промежуточные и выходной активные резонаторы, узлы ввода и вывода СВЧ-энергии, в состав которых входят: диафрагмы с окнами связи с активными входным и выходным резонаторами, вакуумно-плотные диэлектрические СВЧ-окна, отрезки прямоугольных волноводов с диэлектрическими стержнями, возбуждающими волноводы, и настроечные штыри, расположенные по широким стенкам волноводов, отличающийся тем, что содержит n (n=1, 2, 3,…, n) пассивных настраиваемых по частоте резонаторов, расположенных за пределами вакуумной части клистрона в выводе СВЧ-энергии или во вводе и выводе СВЧ-энергии и содержащих: пассивный резонатор из вакуумно-плотного диэлектрического СВЧ–окна, выполненного в виде волноводно-диэлектрического резонатора, который образован отрезком волновода с диэлектрическим заполнением в виде диэлектрического стержня, герметично установленного в канале волновода, причем размеры волноводно-диэлектрического резонатора соответствуют условию примерного равенства его резонансной частоты верхней частоте полосы усиления клистрона
Figure 00000005
; пассивный резонатор из прямоугольного волновода с диэлектрической неоднородностью в виде диэлектрического стержня, возбуждающего волновод и являющегося продолжением диэлектрического стержня, герметично установленного в канале волновода; пассивные резонаторы из настроечных штырей, один из которых установлен посредине широкой стенки прямоугольного волновода в непосредственной близости от торцевой части диэлектрического стержня, и по крайней мере еще один резонансный штырь, который установлен на расстоянии S от оси первого не менее четверти длины волны на частоте
Figure 00000006
, причем штыри выполнены с возможностью изменения их длины, позволяющей настроить прямоугольный волновод с диэлектрической неоднородностью и настроечными штырями на резонансную частоту активного резонатора или с заданной отстройкой от этой частоты, что обеспечивает заданный перепад коэффициента передачи СВЧ-мощности в рабочей полосе частот клистрона из входного тракта во входной активный резонатор и из выходного активного резонатора в выходной тракт.
1. A broadband multipath klystron containing input, intermediate and output active resonators, microwave energy input and output nodes, which include: diaphragms with communication windows with active input and output resonators, vacuum-tight microwave dielectric windows, sections of rectangular waveguides with dielectric rods exciting the waveguides and tuning pins located along the wide walls of the waveguides, characterized in that it contains n (n = 1, 2, 3, ..., n) passive frequency-tuned resonators located behind the limits of the vacuum part of the klystron in the output of microwave energy or in the input and output of microwave energy and containing: a passive resonator from a vacuum-tight dielectric microwave window, made in the form of a waveguide-dielectric resonator, which is formed by a segment of a waveguide with dielectric filling in the form of a dielectric rod sealed in the channel of the waveguide, and the dimensions of the waveguide-dielectric resonator correspond to the condition of the approximate equality of its resonant frequency to the upper frequency of the gain band to Istron
Figure 00000005
; a passive resonator of a rectangular waveguide with a dielectric heterogeneity in the form of a dielectric rod, exciting the waveguide and which is a continuation of the dielectric rod hermetically installed in the channel of the waveguide; passive resonators from tuning pins, one of which is installed in the middle of the wide wall of a rectangular waveguide in the immediate vicinity of the end part of the dielectric rod, and at least one other resonant pin, which is installed at a distance S from the axis of the first at least a quarter of the wavelength at a frequency
Figure 00000006
moreover, the pins are made with the possibility of changing their length, allowing you to configure a rectangular waveguide with a dielectric inhomogeneity and tuning pins to the resonant frequency of the active resonator or with a given detuning from this frequency, which provides a given difference in the transmission coefficient of microwave power in the working frequency band of the klystron from the input path to the input active resonator and from the output active resonator to the output path.
2. Широкополосный многолучевой клистрон по п. 1, отличающийся тем, что вывод СВЧ-энергии или ввод и вывод СВЧ-энергии содержат настроечные волноводные диафрагмы, обеспечивающие расширение полосы согласования волновых сопротивлений ввода и вывода СВЧ-энергии клистрона с внешними волноводными трактами, по крайней мере одну диафрагму, которая расположена на широкой стенке волновода между первым настроечным штырем, находящимся в непосредственной близости от торцевой части диэлектрического стержня, и последующими настроечными штырями.2. The broadband multipath klystron according to claim 1, characterized in that the output of microwave energy or input and output of microwave energy contain tuning waveguide diaphragms, providing an extension of the matching band of the impedances of input and output microwave energy of the klystron with external waveguide paths, at least at least one diaphragm, which is located on the wide wall of the waveguide between the first training pin located in the immediate vicinity of the end part of the dielectric rod, and the subsequent training pins. 3. Широкополосный многолучевой клистрон по п. 2, отличающийся тем, что настроечные волноводные диафрагмы, по крайней мере одна, которая расположена на широкой стенке волновода между первым настроечным штырем, находящимся в непосредственной близости от торцевой части диэлектрического стержня, и последующими настроечными штырями, имеет размер вдоль широкой стенки волновода меньше размера широкой стенки волновода и не имеет электрического контакта с узкими стенками волновода.3. A broadband multipath klystron according to claim 2, characterized in that the tuning waveguide diaphragms, at least one, which is located on a wide wall of the waveguide between the first tuning pin located in the immediate vicinity of the end part of the dielectric rod and the subsequent tuning pins, has the size along the wide wall of the waveguide is smaller than the size of the wide wall of the waveguide and does not have electrical contact with the narrow walls of the waveguide. 4. Широкополосный многолучевой клистрон по п. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что диэлектрический стержень, герметично установленный в канале волновода, и диэлектрический стержень, возбуждающий волновод и являющийся продолжением диэлектрического стержня, герметично установленного в канале волновода, имеют круглое поперечное сечение.4. A broadband multipath klystron according to claim 1, 2, or 3, characterized in that the dielectric rod sealed in the waveguide channel and the dielectric rod exciting the waveguide and which is a continuation of the dielectric rod sealed in the waveguide channel section. 5. Широкополосный многолучевой клистрон по п. 1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что резонансные штыри, которые установлены на расстоянии S от оси первого не менее четверти длины волны на частоте
Figure 00000007
, расположены со смещением от оси широкой стенки волновода.
5. Broadband multipath klystron according to claim 1, or 2, or 3, or 4, characterized in that the resonant pins, which are installed at a distance S from the axis of the first at least a quarter of the wavelength at a frequency
Figure 00000007
are located with an offset from the axis of the wide wall of the waveguide.
6. Широкополосный многолучевой клистрон по п. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что диэлектрический стержень, герметично установленный в канале волновода, и диэлектрический стержень, возбуждающий волновод и являющийся продолжением диэлектрического стержня, герметично установленного в канале волновода, имеют круглое поперечное сечение, соответствующее условиям:6. A broadband multipath klystron according to claim 1, 2, or 3, characterized in that the dielectric rod sealed in the waveguide channel and the dielectric rod exciting the waveguide and which is a continuation of the dielectric rod sealed in the waveguide channel section corresponding to the conditions:
Figure 00000008
Figure 00000008
Dc≤0,8b,D c ≤0.8b, где
Figure 00000009
- длина диэлектрического стержня в прямоугольном волноводе, мм;
Where
Figure 00000009
- the length of the dielectric rod in a rectangular waveguide, mm;
Dc - диаметр диэлектрического стержня мм;D c is the diameter of the dielectric rod mm; εr - относительная диэлектрическая проницаемость стержня;ε r is the relative dielectric constant of the rod;
Figure 00000010
- верхняя частота полосы усиления клистрона, ГГц;
Figure 00000010
- the upper frequency of the gain band of the klystron, GHz;
b - размер узкой стенки прямоугольного волновода, мм.b is the size of the narrow wall of a rectangular waveguide, mm
RU2016133272A 2016-08-11 2016-08-11 Broadband multiport klystron with a multilink filter system RU2645298C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016133272A RU2645298C2 (en) 2016-08-11 2016-08-11 Broadband multiport klystron with a multilink filter system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016133272A RU2645298C2 (en) 2016-08-11 2016-08-11 Broadband multiport klystron with a multilink filter system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016133272A RU2016133272A (en) 2018-02-16
RU2645298C2 true RU2645298C2 (en) 2018-02-20

Family

ID=61226770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016133272A RU2645298C2 (en) 2016-08-11 2016-08-11 Broadband multiport klystron with a multilink filter system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2645298C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2714508C1 (en) * 2019-07-09 2020-02-18 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (АО "НПП "Алмаз") Miniature multi-beam klystron
RU2749453C1 (en) * 2020-11-12 2021-06-11 Акционерное общество "Плутон" Broadband klystron
RU2804738C1 (en) * 2023-04-06 2023-10-05 Общество с ограниченной ответственностью "Опытное Конструкторское Бюро "Плутон" Multibeam klystron with a plane-symmetric magnetic focusing system on permanent magnets

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4350927A (en) * 1980-05-23 1982-09-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Means for the focusing and acceleration of parallel beams of charged particles
US5032763A (en) * 1988-09-23 1991-07-16 Thomson-Csf Trajectory correcting device for electron tubes
RU2239256C1 (en) * 2003-03-24 2004-10-27 Государственное учреждение Саратовское отделение института радиотехники и электроники РАН Multibeam klystron
CN203134747U (en) * 2013-02-27 2013-08-14 中国电子科技集团公司第十二研究所 Adjustable filter loading double gap coupling broadband output apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4350927A (en) * 1980-05-23 1982-09-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Means for the focusing and acceleration of parallel beams of charged particles
US5032763A (en) * 1988-09-23 1991-07-16 Thomson-Csf Trajectory correcting device for electron tubes
RU2239256C1 (en) * 2003-03-24 2004-10-27 Государственное учреждение Саратовское отделение института радиотехники и электроники РАН Multibeam klystron
CN203134747U (en) * 2013-02-27 2013-08-14 中国电子科技集团公司第十二研究所 Adjustable filter loading double gap coupling broadband output apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2714508C1 (en) * 2019-07-09 2020-02-18 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (АО "НПП "Алмаз") Miniature multi-beam klystron
RU2749453C1 (en) * 2020-11-12 2021-06-11 Акционерное общество "Плутон" Broadband klystron
RU2804738C1 (en) * 2023-04-06 2023-10-05 Общество с ограниченной ответственностью "Опытное Конструкторское Бюро "Плутон" Multibeam klystron with a plane-symmetric magnetic focusing system on permanent magnets

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016133272A (en) 2018-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008543192A (en) Microwave filter with end wall connectable to coaxial resonator
US20220271410A1 (en) Resonator apparatus, filter apparatus as well as radio frequency and microwave device
Liu et al. Design and microwave measurement of a novel compact TE $ _ {0n} $/TE $ _ {1n'} $-mode converter
RU2645298C2 (en) Broadband multiport klystron with a multilink filter system
JPS62204601A (en) Dual mode filter
US4931695A (en) High performance extended interaction output circuit
JPH04229600A (en) Electric power coupling device for ac- celerator cavity
Joshi et al. Design of coaxial cavity for high power magnetron
RU2714508C1 (en) Miniature multi-beam klystron
US3753171A (en) Composite microwave window and waveguide transform
Liu et al. A W-band TE 12-mode input converter with nonuniform Bragg cavities
EP1826805B1 (en) Microwave tube
RU2740684C1 (en) Tunable band-stop (rejection) waveguide filter
RU2483386C2 (en) Powerful wideband klystron
US6879226B2 (en) Waveguide quardruple mode microwave filter having zero transmission
JP4396575B2 (en) Microwave tube
US2967973A (en) Tunable magnetron with compensating iris
US2878412A (en) Travelling wave oscillator
Uhm et al. An efficient optimization design of a manifold multiplexer using an accurate equivalent circuit model of coupling irises of channel filters
Harris et al. Groove-and H-Waveguide Design and Characteristics at Short Millimetric Wavelengths
KR102667166B1 (en) in-situ tunable resonator with high quality factor
Dad Design and Performance Comparison of Novel High Q Coaxial Resonator Filter for Ka-band High Throughput Satellite
JP2004289755A (en) High frequency filter control method, high frequency filter manufacturing method, and high frequency filter
Lee et al. A modified hair-pin resonator for the design of compact bandpass filter with suppression of even harmonics
RU2738775C1 (en) Device for tuning proper q-factor of volumetric resonators of vtd