SU897039A1 - Двухлучева электронна пушка мазера на циклотронном резонансе (ее варианты) - Google Patents

Abstract

1. Двухлучева  электронна . пушка мазера на циклотронном р,езонамсе , содержаща  коаксиально расположенвде аксиально-симметричные анод и узел с двум  эмиттирующими по сками, отличающа с  тем, что, с целью обес-печени  возможности независимого Изобретение относитс  к электронике .СВЧ и предназначено дл  формировани  винтовых электронных пучков в мощных СВЧ Приборах-мазерах на циклотронном резонансе. . Одними из основных параметров винтовых пучков в рабочем пространстве мазера  вл ютс  осцилл торна  и поступательна .V„ скорости электронов , которые завис т, в частности. управлени  скорост ми электронов в обоих пучках, катодный узел выполнен с двум  коаксиальными электродами , между которыми установлен анод. 2.Двухлучева  электронна  пушка по n.lj от л и ч а ю щ а   с   тем, что в нее доиойиктельно введен аксиально-симме-рричный йнод, уетановлейный между основным анодом и одним из электродов катодного узла. 3.Двухлучева  электронВа  пушка дл  мазера на циклотронном резонанее (вариант ), содержаща  коаксиально расположенные аксиально-симметричные анод и катодный узел с двум  эмиттирунмцйми по сками, о т ли тем . что в нее ч а ю щ а   с   (О дополнительно введен аксиапьнО--симметричный анод а катодный узел установлен меаду анодами при этом - один эмиттирук цйй по сок расположен на поверхности катодного узла, обращенной к оёновНому аноду, а другой эмиттируювдйй по сок - на цОверх00 ности катодного узла, обращенной к со дополнительному аноду. Од О от величинь напр женности электрического пол  в области пушки. Полна  скорость электронов V и отношение Vi, -- определ ют величину колебатель (| - ной энергии, передаваемой от пучка электромагнитному полю в резонаторе, и, в конечном счете, выходную мощность и КПД мазера. Особенно сильное вли ние на КПД-оказывает продольна  скорость электронов, определ юща 

Description

врем  взаимодействи  электронов с электромагнитным полем в резонаторе. Таким образом, возможность эффективного управлени  поступательной и осцилл торной скорост ми электронов в пучке позвол ет вывести мазер на оптимальный режим работы.

Известна конструкци  однолучевой электронной пушки, в которой обеспечиваетс  возможность управлени  V и Vj,, .Эта пушка выполнена в виде магнетронного диода и содержит аксиально-симметричные анод и катодный узел с одним эмиттируквдим по ском. Однако возможность использовани  этой пушки дл  реализации в мазере электронной селекции ограничена.

Известна конструкци  пушки, предназначенной дл  мазера на циклотронном резонансе с электронной селекцие Эта пушка содержит аксиально-симметричные анод и катодный узел с двум  эмиттирующими по сками.

Недостатком пушки  вл етс  возможность независимого управлени  скорост ми электронов в обоих пучках Этот Недостаток обусловлен тем, что изменение величины напр женности электрического или магнитного полей дл  коррекции скоростей электронов в одном пучке вызывает изменение соответствуюпщх скоростей у второго пучка. Полна  энерги  электронов в обоих пучках определ етс  разностью потенциалов между катодом и резонатором, поэтому в известной конструкции полна  энерги  электронов каждого из пучков в рабочем пространстве измен етс  одинаково. Использование же двух катодов и двух анодов дл  раздельного изменени  осцилл торной и продольной скоростей электронов при сохранении традиционной геометрии ка одой пары катоданод настолько увеличивает габариты пушки, чтр возможность выведени  пучков на требуемые радиусы в пространстве взаимодействи  практически отсутствует.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение возможности независимого управлени  скорост ми электронов в обоихпучках.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в двухлучевую электронную пушку лазера на циклотронном резонансе , содержащую коаксиально расположеннь1е аксиально-симметричные

анод и катодный узел с двум  эмиттирующими по сками, катодный узел выполнен с двум  коаксиальными электродами , между которыми установлен анод,

Целесообразно в такую пугчку ввести дополнительный аксиально-симметричный анод, установленный между основным анодом и одним из электродов катодного узла.

В ДРУГО.М варианте пушки комбинаци  пр мого и обращенного магнетронных диодов реализована тем, что в пушку введен дополнительный аксиально-симметричный анод, а катодный узел установлен между анодами , при этом один ЭМИттирующий по сок расположен на .поверхности катодного узла, обращенной к основному аноду, а другой эмиттирукмций по сок на поверхности катодного узла, обращенной к дополнительному аноду.

На фиг.1 и 2 предетавлень конструкции пушки согласно первому варианту исполнени ; на фиг.З и 4 второй вариант исполнени  пушки.

nyfliKa, изображенна  на фиг. 1, содержит катодный узел, состо щий из двух электродов 1 и 2 с эмиттирующими по сками 3 и 4 соответственно. Анод 5 установлен между-электродами 1-й 2 катодного узла. В пушке, изображенной на фиг, 2, аноД состоит из двух коаксиальнь х электродов 6 и 7, между которьпчм помещена изолирующа  втулка 8, В этой конструкции электроды 2 и 6 и I и 7 могут быть подключены к различным источникам напр жени 

В пушках, изюбраженных на фиг.З и 4, анодами  вл ютс  внешний и внутрений электроды 10 и 9 соответственно. При этом катодный узел помещен между анодами и вьтолнен либо в виде двух электродов 1 и 12 с эмиттирующими пo cкa и 13 и 14 соответственно (фиг.З), либо в виде одного электрода 15 с эмиттирующими по сками 16 и 17.

В каждой конструкции пушки реализована комбинаци  пр мого и обращенного магнетррнных диодов. Так в пушке, изображенной на фиг.1, пр мой диод образован внутренней поверхностью анода 5 и электродом 1 катодного узла, а обращенный - внешней поверхностью анода 5 и электродом .2 катодного узла;.в консФрукции изображенной на фиг.З, пр мой диод образован электродом 10 и электродом М катодного узла, а обращенный электродом 9 и электродом 12. . Геометри  электродов пушки соответствует требуемому распределению электростатических полей между ними, обеспечивакнцему расчетные траектории формируемых электронных пучков. Независимое управление скорост ми электронов в каждом из парциальных пучков, формируемых в пушке, осущест вл етс  изменением потенциалов электродов . Осцилл торна  скорость V электр нов каждого пучка в рабочем простран стве (резонаторе) мазера определ етс  потенциалом Т; анода соответству щего магнетронного диода, потенциало и, соответствующего ему электрода катодного узла, рассто нием d между катодом и анодом магнетронного диода индукцией В- магнитного пол  в резо с... Наторе мазера, отношением «.магнитного пол  в резонаторе к магнитному полю в области эмиттирующего по ска и углом cf наклона магнитной силовой линии к поверхности эмиттирующего по ска в диоде: r., V « .--4-Со Ъо ( Р| где Е cos 1/ , Полна  скорость V электронов формируемых каждым магнетронным ./

Ф&1.г дом, в рабочем пространстве определ етс  потенциалом Uo резонатора и потенциалом U электрода катодного узла соответствун цего диОда; уС « V2i(uy- и ; ), где ч - удельный зар д электрона. В вариантах пушки, изображенных на фиг,1-3, имеетс  возможность независимого изменени  потенциалов U электродов катодного узла, что позвол ет варьировать как осцилл торную VY , так и полную скорости электронов каждого пучка. К тому же, пушках, изображенных на фиг.2 и 3, обеспечиваетс  возможность раздельного изменени  потенциалов анодов, что расшир ет возможности независимого управлени  осцилл торной и полной скорост ми электронов в обоих пучках. В пошлее, изображенной на фиг.А, катодный узел наиболее прост в изготовлении, однако в ней реализуетс  независимое управление только осцилл торными скорост ми электронов. Выбор того или иного варианта пушки определ етс  конструктивными особенност ми и услови ми эксплуатации мазера. Так, например; формирование внешнего пучка с помощью обращенного да фиг.1 и 2 позвол ет при прочих равных услови х уменьшить габарить пушки, что важно дл  мазеров миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн.

Claims (3)

1. <claim-text>1. Двухлучевая электронная. пушка мазера на циклотронном резонансе, содержащая коаксиально расположенные аксиально-симметричные анод и катодный узел с двумя эмиттирующими поясками, отличающаяся тем, что, с целью обес~печения возможности независимого</claim-text></li></ul>
2. <claim-text>2 .</claim-text> <claim-text>управления скоростями электронов в обоих пучках, катодный узел выполнен с двумя коаксиальными электродами, между которыми установлен анод. .</claim-text> <ul style="list-style:none;"><li> <claim-text>2. Двухлучевая электронная пушка по п.1,· о т лича ю щ а я с я тем, что в нее дополнительно введен аксиально-симметричный анод, установленный между основным анодом и одним</claim-text></li></ul> <claim-text>из электродов катодного узла.</claim-text> <ul style="list-style:none;"><li>
3. <claim-text>3. Двухлучевая электронная пушка для мазера на циклотронном резонансе (вариант), содержащая коаксиально расположенные аксиально-симметричные анод и катодный узел с двумя . эмиттирующйми поясками, о т ли -</claim-text></li></ul> <claim-text>ч а ю щ а я с я тем, что в нее дополнительно введен аксиально-симметричный анод, а катодный узел установлен между анодами, при этом один эмиттирующий поясок расположен на поверхности катодного Узла, обращенной к основному аноду, а другой эмиттирующий поясок - на' поверхности катодного узла, обращенной к дополнительному аноду.</claim-text>