RU2684428C1 - Широкополосное согласующее устройство замедляющей системы - Google Patents
Широкополосное согласующее устройство замедляющей системы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2684428C1 RU2684428C1 RU2018126095A RU2018126095A RU2684428C1 RU 2684428 C1 RU2684428 C1 RU 2684428C1 RU 2018126095 A RU2018126095 A RU 2018126095A RU 2018126095 A RU2018126095 A RU 2018126095A RU 2684428 C1 RU2684428 C1 RU 2684428C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonator
- broadband
- jumpers
- coaxial line
- supply coaxial
- Prior art date
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract 1
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/16—Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
- H01J23/24—Slow-wave structures, e.g. delay systems
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электронной техники, в частности к устройствам согласования замедляющих систем сверхвысокочастотных приборов О-типа с длительным взаимодействием. Широкополосное согласующее устройство замедляющей системы содержит металлический цилиндрический корпус, внутри которого установлен резонатор, являющийся периодическим продолжением замедляющей системы. Центральный проводник подводящей коаксиальной линии установлен перпендикулярно продольной оси резонатора. Внутренняя поверхность корпуса имеет разные диаметры, в наименьшем из которых установлен резонатор, состоящий из двух частей, одна часть которого выполнена в виде круглого волновода и соединена с помощью перемычек с другой частью резонатора, выполненной в виде последовательности одинаковых колец, соединенных между собой перемычками, причем перемычки каждого последующего кольца смещены относительно предыдущего кольца, а одна из перемычек, расположенная между крайними кольцами со стороны замедляющей системы, соединена с центральным проводником подводящей коаксиальной линии. Технический результат - уменьшение неравномерности частотной зависимости КСВ в широкой полосе пропускания замедляющей системы. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области электронной техники, в частности к согласующим устройствам замедляющих систем (ЗС) сверхвысокочастотных (СВЧ) приборов О-типа с длительным взаимодействием.
Известна конструкция ЗС (см. патент РФ №2648235 «Замедляющая система» от 22.11.2016, авторов А.Ф. Липатова, И.В. Ошкина, МПК: Н01J 23/24, опубл. 09.01.2018 Бюлл. №9), выполненная в виде периодической последовательности одинаковых колец, соединенных между собой перемычками, а перемычки каждого последующего кольца определенным образом смещены относительно предыдущего кольца. ЗС такого типа представляет собой модификацию широко известной конструкции ЗС типа «кольцо-перемычка» (Силин Р.А. Периодические волноводы. М: ФАЗИС, 2002, рис. 2.3, с. 16) и применяется в широкополосных СВЧ приборах дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн.
Для согласования электромагнитных полей в ЗС такого типа используется конструкция согласующего устройства (А.И. Астайкин, К.В. Троцюк, С.П. Ионова, В.Б. Профе. Теория и техника СВЧ. Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2008, рис. 4.73, с. 215), содержащее металлический цилиндрический корпус с постоянным диаметром, внутри которого установлены резонаторы ЗС. В такой конструкции подводящая коаксиальная линия устанавливается перпендикулярно продольной оси резонаторов ЗС, а ее центральный проводник, подсоединяется непосредственно к резонатору, который идентичен резонаторам ЗС и является ее периодическим продолжением. Для обеспечения заданного уровня согласования в полосе пропускания ЗС используется принцип плавного изменения размеров и формы коаксиальной подводящей линии и ее поперечные размеры выбирают гак, чтобы отражения от соединения с резонатором ЗС были минимальными.
Однако такая конструкция согласующего устройства позволяет получить удовлетворительное согласование только на центральной частоте в узком диапазоне частот полосы пропускания ЗС, что ограничивает ее практическое использование. Кроме того, отклонение поперечных размеров подводящей коаксиальной линии от оптимальных значений приводит к значительному увеличению неравномерности частотной зависимости коэффициента стоячей волны (КСВ) во всей полосе пропускания ЗС. Высокие значения КСВ и сильная неравномерность его частотной зависимости ограничивает полосу пропускания и снижает электрическую прочность ЗС и СВЧ прибора в целом.
Вышеуказанная конструкция согласующею устройства является наиболее близкой по технической сущности к заявляемому широкополосному согласующему устройству ЗС, и поэтому выбрана в качестве прототипа.
Недостатком указанного согласующего устройства является невозможность обеспечения требуемого уровня согласования ЗС с полосой пропускания более 20%.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание широкополосного согласующего устройства ЗС, обладающего требуемым уровнем неравномерности частотной зависимости КСВ во всей полосе пропускания ЗС.
Достигаемый технический результат заключается в уменьшении неравномерности частотной зависимости КСВ в широкой полосе пропускания ЗС.
Для достижения технического результата в широкополосном согласующем устройстве ЗС, содержащем металлический цилиндрический корпус, внутри которого установлен резонатор, являющийся периодическим продолжением ЗС, центральный проводник подводящей коаксиальной является то, что внутренняя поверхность корпуса имеет разные диаметры, в наименьшем из которых установлен резонатор, состоящий из двух частей, одна часть которого выполнена в виде круглого волновода и соединена с помощью перемычек с другой частью резонатора, выполненной в виде последовательности одинаковых колец, соединенных между собой перемычками, причем перемычки каждого последующего кольца смещены относительно предыдущего кольца, а одна из перемычек, расположенная между крайними кольцами со стороны ЗС, соединена с центральным проводником подводящей коаксиальной линии.
Новая совокупность существенных признаков позволяет обеспечить в заданном сечении ЗС выполнение условий пространственного равенства волновых сопротивлений и формирование равномерного распределения электромагнитного поля и, как следствие, требуемый уровень согласования в широкой полосе пропускания ЗС.
На фиг. 1 представлен в разрезе продольный вид конструкции широкополосного согласующего устройства ЗС, а на фиг. 2 - изометрический вид конструкции.
На фиг. 3 представлена экспериментальная частотная зависимость КСВ ЗС с полосой пропускания 22%.
Широкополосное согласующее устройство ЗС состоит из металлического цилиндрического корпуса 1, внутри которого установлены резонаторы 2 и 3. Резонатор 2 идентичен остальным резонаторам ЗС и крепится в корпусе 1 с помощью диэлектрических опор 4. Центральный проводник подводящей коаксиальной линии 5 соединен с резонатором 3 в месте расположения перемычки 6.
Широкополосное согласующее устройство ЗС работает следующим образом.
В СВЧ приборе в результате прохождения электронного потока вдоль ЗС на резонаторах 2 и 3 наводятся электрические токи, которые приводят к возбуждению переменного электрического и магнитного полей. Требуемая компонента электрического поля с максимальной амплитудой формируется в области резонатора 2 в сечении перемычки 6. За счет отсутствия неоднородностей и равенства волновых сопротивлений энергия электромагнитного поля через подводящую коаксиальную линию 5 транспортируется во внешнюю нагрузку с минимальными отражениями. При таком построении широкополосного согласующего устройства ЗС, уровень согласования и неравномерность частотной зависимости КСВ определяется соотношением значений внутренних диаметров корпуса 1 и их продольного размера, а также поперечными размерами подводящей коаксиальной линии 5, что в совокупности позволяет расширить функциональные возможности.
Предлагаемая конструкция широкополосного согласующего устройства ЗС была успешна реализована в резонансном СВЧ генераторе О-типа дециметрового диапазона. Согласно представленной на фиг. 3 зависимости согласование достигается во всей полосе пропускания ЗС.
Claims (1)
- Широкополосное согласующее устройство замедляющей системы, содержащее металлический цилиндрический корпус, внутри которого установлен резонатор, являющийся периодическим продолжением замедляющей системы, центральный проводник подводящей коаксиальной линии, установленный перпендикулярно продольной оси резонатора, отличающееся тем, что внутренняя поверхность корпуса имеет разные диаметры, в наименьшем из которых установлен резонатор, состоящий из двух частей, одна часть которого выполнена в виде круглого волновода и соединена с помощью перемычек с другой частью резонатора, выполненной в виде последовательности одинаковых колец, соединенных между собой перемычками, причем перемычки каждого последующего кольца смещены относительно предыдущего кольца, а одна из перемычек, расположенная между крайними кольцами со стороны замедляющей системы, соединена с центральным проводником подводящей коаксиальной линии.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018126095A RU2684428C1 (ru) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | Широкополосное согласующее устройство замедляющей системы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018126095A RU2684428C1 (ru) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | Широкополосное согласующее устройство замедляющей системы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2684428C1 true RU2684428C1 (ru) | 2019-04-09 |
Family
ID=66090143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018126095A RU2684428C1 (ru) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | Широкополосное согласующее устройство замедляющей системы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2684428C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1047098A1 (en) * | 1999-04-21 | 2000-10-25 | Hughes Electronics Corporation | Fabrication of traveling wave tube barrels using precision track forming |
| US20120133280A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-05-31 | Innosys, Inc. | Coupled Cavity Traveling Wave Tube |
| RU2586075C1 (ru) * | 2015-02-16 | 2016-06-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Замедляющая система |
| RU2648235C1 (ru) * | 2016-11-22 | 2018-03-23 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Замедляющая система |
-
2018
- 2018-07-13 RU RU2018126095A patent/RU2684428C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1047098A1 (en) * | 1999-04-21 | 2000-10-25 | Hughes Electronics Corporation | Fabrication of traveling wave tube barrels using precision track forming |
| US20120133280A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-05-31 | Innosys, Inc. | Coupled Cavity Traveling Wave Tube |
| RU2586075C1 (ru) * | 2015-02-16 | 2016-06-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Замедляющая система |
| RU2648235C1 (ru) * | 2016-11-22 | 2018-03-23 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Замедляющая система |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Астайкин А.И. Теория и техника СВЧ, Саров, ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ", 2008, рис. 4.73, с. 215. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3413642A (en) | Dual mode antenna | |
| US4810933A (en) | Surface wave launchers to produce plasma columns and means for producing plasma of different shapes | |
| US2981904A (en) | Microwave transition device | |
| US9583301B2 (en) | Metamaterial high-power microwave source | |
| CN106128911B (zh) | 一种用于行波管的矩形慢波线 | |
| US8860323B2 (en) | Plasma lamp with lumped components | |
| RU2684428C1 (ru) | Широкополосное согласующее устройство замедляющей системы | |
| US2836758A (en) | Electron discharge device | |
| Chittora et al. | A TM 01 to TE 11 mode converter designed with semicircular waveguide sections | |
| RU2586075C1 (ru) | Замедляющая система | |
| RU2419928C1 (ru) | Полосковая щелевая антенна | |
| Li et al. | Design and simulation of a broadband $ Ka $-band gyrotron traveling-wave tube with a fully dielectric-loaded circuit | |
| US2937373A (en) | Slotted waveguide aerials | |
| Mullett et al. | Experimental work on corrugated waveguides and associated components for linear electron accelerators | |
| RU2674750C1 (ru) | Устройство согласования замедляющей системы | |
| CN107196022B (zh) | 一种边缘孔盘荷波导多频可控模式转换器 | |
| GB1011244A (en) | Travelling wave magnetron devices | |
| CN108682929A (zh) | 一种动态调谐的波导及微波等离子体装置 | |
| US3393383A (en) | Electrically controlled surface waveguide phase shifter | |
| US2859375A (en) | Multifilar helix coupling | |
| CN108682961B (zh) | 一种基于tm01模的圆波导漏波缝隙天线 | |
| US3436690A (en) | Slow wave structure for tubes comprising a stack of metal laminations parallel to the axis of the electron beam | |
| US4282457A (en) | Backward wave suppressor | |
| EP0594832A1 (en) | Tm01x mode (x 0) klystron resonant cavity | |
| SU1264257A1 (ru) | Щелева кольцева антенна |