SU368673A1 - Усилительный клистрон - Google Patents

Claims (3)

1

Изобретение относитс  к электрониым приборам типа «О.

Известны широкополосные усилительные клистроны, выходна  система которых выполнена в виде лшогозазорного резонатора, в частности четырехзазорного, с пролетными труба-ми, .прикрепленными к корлусу металлическими стержн ми. Вол-новое сопротивление таких резонаторов значительно превышает волновое сопротивление однозазорного резонатора , поэтому полоса пропускани  клистрона может быть расширена.

Наиболее распространены многозазорные резонаторы, в которых сдвиг по фазе соседними зазорами составл ет 0° или 180°, поскольку эти резонаторы имеют наибольшее волновое сопротивление по сравнению с резонаторами , работающими на других видах колебаний. Приближенно можно считать, что волновое сопротивление многозазорных резонаторов с синфазным (сдвиг по фазе между зазорами 0°) или противофазным (сдвиг по фазе между зазорами 180°) распределеиием полей йропорцнонально числу зазоров.

Однако использование многозазорных резонаторов , имеющих больще двух зазоров, дл  получени  максимальной полосы пропускани  прибора затруднено. Если резонатор работает на противофазных колебани х, то можно получить низкие нагруженные добротности рабочего вида колебаний. Нагрузить резонатор можно, .например, коаксиальной линией, наружный проводник которой замкнут на корпус, а внутренний - на какую-либо трубу. Электрическое поле между промежуточными трубами и корпусом такого резонатора имеет максимальную величину в середине промежуточных труб, поэтому волновое сопротивление резонатора занижено из-за наличи  емкостей между промежуточными пролетными трубами и корпусом. Если увеличить количество поддерживающих стержней, т. е. уменьшить св зь между пол ми соседних зазоров , то емкость уменьшитс  и волновое

сопротивление возрастет. Однако при этом уменьшитс  разделение по частоте колебаний рабочего и соседних видов. Уменьшение разделени  частот преп тствует измерению низкой нагруженной добротности рабочего вида

колебаний и ограничивает применение в широкополосных приборах резонаторов п.ротивофазных колебаний с большим числом зазоров . При использовании резонаторов синфазных колебаний электрическое поле между промежуточными трубами и корпусом проходит через Нуль в середине промежуточной трубы. Волновое сопротивление такого резонатора весьма высоко и не зависит от количества стержней, поддерживающих промежуточные трубы, т. е. степени св зи между пол ми смежных зазоров. Примен   наименьшее количество поддерживающих стержней, например два стержн , можно получить резонансные частоты соседних колебаний, лежащие за пределами рабочей полосы, без уменьшени  .волнового сопротивлени .

Недостатком резонаторов, работающих на синфазных колебани х,  вл етс  трудность достижени  низких добротностей. Действительно , иапрузить такой резоиатор до добротности Q 10-H-15 с помощью коаксиальной линии, внутренний проводник которой замкнут на промежуточную трубу, а наружный на корпус, невозможно, так как электрическое поле между промежуточной трубой и кор-пусо ,м мало. Другие виды нагрузки, например индуктивна  петл  в резонаторе, образованна  внутренним проводником коаксиальной линии {наружный проводник замкнут на корпус щелевой волноводный вывод энергии), также не позвол ют достичь величины нагруженной добротности Q 10-f-15, необходимой дл  получени  полосы пропускани  выходной системы, равной 7-10% и больше.

Цель изобретени  - расширение полосы пропускани  усилительного клистрона. Цель достигаетс  за счет того, что в клистроне в качестве выходного используетс  многозазорный резонатор, средн   пролетна  труба которого выполнена таким образом, что рассто ние между поперечными ос ми прилегающих к ней зазоров в два раза меньше или больще рассто ний между поперечными ос ми одного из средних и смежного крайнего зазоров. Рабочий вид колебаний резонатора выбран таким, чтобы обеспечить сдвиг по фазе между напр жени ми на зазорах, разделенных большей пролетной трубой, равный 0°, а сдвиг по фазе между напр жени ми на зазорах, разделенных малой пролетной трубой , 180°.

Размеры пролетных труб выбираютс  из услови  получени  максимального к. п. д., при этом угол пролета электронов между поперечными ос ми зазоров, разделенных большой пролетной трубой, близок к 360°, а угол пролета электронов -между поперечными ос ми зазоров, разделенных малой пролетной трубой, близок к 180°.

В такой конструкции имеютс  преимущества как синфазного, так и противофазного резонатора . Во-первых, благодар  применению пролетных трубок, раздел к щих зазоры с нулевым сдвигом фаз между напр жени ми, обеспечиваетс  |более высокое волновое сопротивление , чем в противофазном резонаторе . Во-вто,рых, количество поддерживающих стержней дл  трубок может быть минимальным , что обеспечивает большую св зь пол ми зазоров и соответственно больший разнос частот рабочего и соседних видов колебаний , чем в резонаторах, работающих на

противофазных колебани х. В-третьих, в резонаторе предложенной конструкции легко получить низкую нагруженную добротность Q 74-10. Дл  этого, как и в резонаторе с противофазным .распределением полей, в качестве нагрузки используетс  коаксиальна  лини , внутренний проводник которой замкнут на пролетную трубу, раздел ющую зазоры с противофазным распределением напр жений , а наружный - на корпус. Таким образом , в предложенной конструкции можно одновременно получить большое волновое сопротивление, достаточно хо.рО:щее разделение рабочего и соседних видов колебаний резонатора и низкую нагруженную добротность. На фиг. 1, 2 показан выходной резонатор, варианты.

Средн   пролетна  труба 1 (фиг. 1) раздел ет зазоры с синфазным распределением полей , крайние пролетные трубы 2, 3 раздел ют зазоры с противофазным распределением полей (направление полей показано стрелками ). Нагрузкой резонатора  вл етс  коаксиальна  лини , внутренний проводник 4 которой замкнут на пролетную трубу 2, а наружный проводник 5 - на корпус 6. В экспериментальном образце предложенной конструкции удалось получить нагруженную добротность и ниже и достаточный разнос

по частоте резонансных частот рабочего и соседних видов колебаний.

Средн   пролетна  труба / (фиг. 2) раздел ет зазоры с противофазным распределением полей, крайние трубы 2, 3 раздел ют

зазоры с синфазным распределением полей. Нагрузкой резонатора  вл етс  коаксиальна  лини , внутренний проводник 4 которой замкнут на т.рубу /, а наружный 5 - на корпус 6.

Предмет и зобретени 

:1. Усилительный клистрон, содержащий четырехзазорный резонатор, к корпусу которого металлическими стержн ми прикреплены средн   и крайние пролетные трубы, разделенные зазорами, отличающийс  тем, что, с целью расширени  полосы усиливаемых частот , средн   и крайние пролетные трубы выполнены разной длины.

2. Клистрон по п. 1, отличающийс  тем, что средн   труба выполнена короче крайних так, что рассто ние между поперечными ос ми прилегающих к ней зазоров вдвое меньше рассто ни  -между поперечными ос ми зазоров , прилегающих к крайним трубам.

3. Клистрон по п. 2, отличающийс  тем, что средн   труба выполнена длиннее крайних так, что рассто ние между поперечными ос ми прилегающих к ней зазоров вдвое больше рассто ни  между поперечными ос ми зазоров , прилегаюших к крайним трубам.

Фиг.1

Фиг. 2