SU982481A1 - СВЧ прибор "О" - типа миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн - Google Patents

СВЧ прибор "О" - типа миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн Download PDF

Info

Publication number
SU982481A1
SU982481A1 SU813290689A SU3290689A SU982481A1 SU 982481 A1 SU982481 A1 SU 982481A1 SU 813290689 A SU813290689 A SU 813290689A SU 3290689 A SU3290689 A SU 3290689A SU 982481 A1 SU982481 A1 SU 982481A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
wave
slow
electron
waveguide
resonator
Prior art date
Application number
SU813290689A
Other languages
English (en)
Inventor
В.П. Сазонов
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1067
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 Предприятие П/Я А-1067 filed Critical Предприятие П/Я А-1067
Priority to SU813290689A priority Critical patent/SU982481A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU982481A1 publication Critical patent/SU982481A1/ru

Links

Landscapes

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

Abstract

1, СВЧ-ПРИБОР О -ТИПА МИЛЛИМЕТРОВОГО И СУБМИЯПИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНОВ ДЛИН ВОЛН, содержащий по крайней мере один открытый резонатор, . расположенные соосно отрезок замедл ющей системы с пролетным каналом, и электронно-оптическую систему, отличающийс  тем, что, с целью повышени  выходной мощности и КПД, открытый резонатор выполнен Изобретение относитс  к области электровакуумных приборов сверхвысоких частот, в частности, к усилител м и генераторам О типа миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн, использующим открытые резонаторы. Известны приборы с распределенной системой взаимодействи , содержащие электронно-оптическую систему формирующую пр молинейный электронньш поток, систему взаимодействи , состо щую из нескольких резонаторов, образованных из отрезков замедл ющих Ь,.;::.;;--1: СНЕ8Ш I с :-:. в виде фокусирующего резонатора, содержащего экранирующую оболочку, вогнутое зеркало и зеркало в виде рупора , соединенного с отрезком волновода с пролетными отверсти ми, расположен перпендикул рно отрезку замедл ющей системы и соединен с ним с помощью согласующего .устройства, при этом отрезок замедл ющей системы ограничен закорачивающими стенками с пролетными зтверсти ми, а ось пролетного канала замедл ющей системы совпадает с ос ми пролетных отверстий волновода рупора и закорачивающих стенок. 2. СВЧ-прибор по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности регулировки резонансной длины волны, к одному концу замедл ющей системы подключен с помощью согласующего устройства отрезок волновода с подвижным перестраиваюСО щим поршнем. 00 N5 4 00 систем, замкнутых-По высокочастотному полю, через которые проходит элек ,тронный поток. Входной и выходной резонаторы с помощью специальных устройств согласованы с входным и вы .ходным волноводами, по которым в клистрон вводитс  и выводитс  СВЧ-энерги . Недостатком прибора  вл етс  то, что по мере укорочени  длины волны в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн резонансные свойства закороченных отрезков замедл ющих систем станов тс  менее

Description

39 выраженными и эффективность их умень шаетс  . Наиболее близким техническим решением  вл етс  известный прибор О типа миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн, содержащи по крайней мере один открытый резонатор , расположенный соосно отрезок замедл юп1,ей системы с пролетным каналом , и электронно-оптическую систему . Прибор содержит систему взаимодей стви , представл ющую собой открытый резонатор, состо пщй из двух зеркал вогнутого сферического и плоского гофрированного и электронно-оптическую систему, котора  формирует пр молинейный электронный поток. Вблизи плоского гофрированного (гребенчатого) зеркала возникает сложное поле, которое содержит замед ленные пространственные гармоники, экспоненциально затухающие при удале нии от зеркал. Над гофрированным зеркалом пропускают электроны, которые при синхронизме с попутной замед ленной гармоникой отдают полю свою энергию. По механизму взаимодействи  электронов с полем оротрон представл ет собой резонансную лампу с бегущей волной. Примен   последовательно два оротрона, св занных только общим электронным пучком, можно в принципе получить усилитель, аналогичный двух резонаторному клистрону с распределенным взаимодействием. Недостатком описанного прибора  вл етс  то, что система взаимодействи , например гофрированное (гребенчатое ) зеркало, совмещает две функции: во-первых, оно участвует в формировании собственного колебани  открытого резонатора и, во-вторых. оно создает замедленные пространственные гармоники, с которь1ми взаимодействуют электроны., Совмещение ука занных; функций накладьгаает о.пределе ные ограничени  на типы систем замедлени  , которые можно было бы использовать дл  повьппени  эффектив ности взаимодействи  электронов с п лем, что ограничивает мощность и КПД устройства. , Целью изобретени   вл етс  увели чение выходной мощности и КПД. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в СВЧ-приборе 0 -типа мил лиметрового и субмиллиметрового диа пазонов длин волн, содержащем по крайней мере один открытый резонатор, расположенные соосно отрезок замедл ющей системы с пролетным каналом и электронно-оптическую систему, открытый резонатор выполнен в виде фокусирующего резонатора, содержащего экранирующую оболочку, вогнутое зеркало и зеркало в виде рупора, соединенного с отрезком волновода с пролетными отверсти ми, расположен перпендикул рно отрезку замедл ющей системы и соединен с ним с помощью согласующего устройства, при этом отрезок замедл ющей системы ограничен закорачивающими стенками с пролетными отверсти ми, а ось пролетного .канала замедл ющей си&темы совпадает с ос ми пролетных отверстий волновода рупора и закорачивающих стенок. С целью повышени  точности регулировки резонансной длины волны к одному концу замедл ющей системы подключен с помощью согласующего устройства отрезок волновода с подвижным перестраивающим поршнем. Изобретение иллюстрируетс  фиг.18 , где схематически изображены варианты исполнени  электронных приборов с открытьми резонаторами. Прибор содержит сферическое зеркало 1, экранирующую конусообразную оболочку 2 из материала, поглощающего электромагнитные волны, рупор 3 с отрезком волновода, отрезок замедл ющей системы 4, коллектор 5, настраивающий плунжер 6, вакуумную оболочку 7, электронную пушку 8, сильфон 9, выходной волновод 10 с окном вывода энергии, электронный поток 11, магнитный экран 12, магнит 13, входной волновод 14 с окном ввода энергии, волновод15 открытого резонатора . На фиг. 1 изображен генератор типа резонансной ЛБВ. Принцип действи  предложенной конструкции заключаетс  в следующем. Волна5распростран юща с  в волноводе 15 при согласовании волновода с замедл ющей системой,, беспреп тственно входит в замедл ющую систему 4 и распростран етс  в ней в соответствии с законом дисперсии. Дойд  до конца замедл ющей системы волна отражаетс  и распростран етс  в сторону волновода. Выйд  из замедл ющей системы, она распростран етс  в волноводе, в рупоре. Излучивпмсь из рупора, волна доходит до I зеркала 1, отражаетс  от него и распростран етс  в сторону рупора. Войд в него, движетс  в сторону волновода затем по волноводу входит в замедл ю щую систему и т.д. Между замедл ющей системой и волноводом необходимо согласующее устро ство дл  того, чтобы создать единую колебательную систему, состо щую из отрезка замедл ющей системы и фокуси рующего открытого резонатора и обеспечивать оптимальный режим работы ге нератора. Конструкции согласующих устройств весьма разнообразны и хоро шо известны. Это могут быть щели, диафрагмы, штыри, выступы, тройники с плунжером, плавные или ступенчатые отрезки волноводов, отрезки замедл ющих систем с переменными параметрами и др. элементы, которые подбираютс  дл  каждой конкретной конст рукции замедл ющей системы и волново да. Добротность системы определ етс  величиной потерь в ка дцом элементе тракта: в зеркале, в зазоре на дифракцию , в рупоре, в волноводе, в замедл ющей системе, в закоротке, и величиной запасенной энергии, главна часть которой содержитс  в объеме между зеркалом и волноводом. Величина потерь на участке резона тора, где включена замедл юща  систе ма, будет такой же как и в отдельно вз том отрезке замедл ющей системы, в то же врем  величина запасенной энергии будет определ тьс  не только объемом замедл ющей системы, а главным образом, объемом вне замедл ющей системы. Поэтому добротность резонатора будет значительно больше, чем . в закороченном отрезке замедл ющей системы. Добротность можно еще более увеличить, если расположить с двух сторон отрезка замедл ющей системы перпендикул рно к его оси согласующие устройства и волноводы, подсоеди ненные к рупорам экранированных фокусирующих открытых резонаторов, (фиг. 4). Резонансна  длина волны в предложенной колебательной системе определитс  из услови  равенства нулю суммы реактивных проводимостей, пересчитанных к какому-либо сечению волновода. Регулировка длины волны может быть осуществлена с помощью подвижного закорачивающего плунжера 6, расположенного в отрезке волновода 15, который через согласующее устройство (не показано) подключен к отрезку замедл ющей системы (фиг.1,5). Преимущества предложенной конструкции генератора заключаютс  в следующем . Во-первых, по вл етс  возможность выбирать конфигурацию замедл ющей системы независимо от конфигурации зеркала. Это свойство позвол ет использовать замедл ющие системы, в которых электроны могут эффективно взаимодействовать не с гармоникой пол  гребенчатой системы, как в случае оротрона, а с полем основной волны в таких системах как спираль, меандр, встречные щтыри, цепочка св занных резонаторов и др. (фиг. 2, 3), что позволит повысить эффективность взаимодействи  электронов с полем замедл ющей системы, так как сопротивлени  св зи на основной волне выше , и это позволит работать не только на виде колебаний с одной полуволной вдоль замедл ющей системы (что обусловлено характером колоколообразного пол  основного вида колебаний открытого резонатора в оротроне), но и на видах колебаний с несколькими полуволнами, укладывающимис , вдоль системы, что позволит в несколько раз повысить сопротивление взаимодействи  электронов с электромагнитным полем, снизить пусковой ток, повысить КПД и выходную мощность. Во-вторых, резонансную длину волны резонатора можно перестраивать не только с помощью перемещени  зеркала 1 (фиг. 1), но и путем перемещени  короткозамыкающего плунжера 6, расположенного в отрезке волновода, подсоединенного ко второму концу замедл ющей системы (фиг. 5), что значительно упрощает механизм перестройки. Следует такжеотметить, что разделение функции в открытом резонаторе позвол ет раздельно регулировать ве ичину обратной св зи плунжером 6 и резонансной длины волны перемещением зеркала 1 (фиг. 1). В-третьих, можно увеличить добротость , если подключить ко второму концу замедл ющей системы еще один окусирующий открытый резонатор (фиг. 4). Повышение добротности позолит снизить пусковой ток генерато-, 9 pa к тем caMiiiM разгру 1 ть катод и повысить его долговечность. В-четвертых, в предложенной конструкции генератора масса фокусируюш ,его магнита 13 может быть значитель но меньше, чем у оротрона при одной и той же величине магнитного пол  в рабочем зазоре. Объ сн етс  это тем, что в оротроне магнитное поле в pa6o чем зазоре определ етс  рассто нием анод-коллектор, которое равно.размерам гофрированного зеркала, а рабоче пространство заметно меньше размера зеркала. В предложенной конструкции генератора магнитное поле в рабочем jзазоре определ етс  рассто нием анод коллектор, которое практически равно длине отрезка замедл ющей системы. Таким образом, в предложенной конструктдии более рационально использует ,с  рабочее пространство, что приводи к уменьшению массы и габаритов магни ной фокусирующей системы. Предлож гнна  колебательна  система может быть использована не только дл  построе;ни  резонансных генераторов , но и дл  построени  усилительны клистронов с распределенным взаимодействием . tla фиг. 6 схематически пока ан двухкаскадный усилительный клистрон, в котором использованы экранированные фокусируюи1ие открытые резонаторы с замкнутыми секци ми замедл ющих систем 4. В резонаторах предусматриваетс  подстройка частоты. В случае нескольких каскадов усилени  резонаторы, благодар  поворотной симметрии можно расположить по винтовой линии. На фиг. 7 показан усилительный клистрон с распределенной системой взаимодействи , в котором замедл юща  система 4 ггервого входного каскада расположена внутри волновода 15 (фиг. 8). Плавные скосы длиной X/Z на пластинах гребенчатой замедл ющей системы выполн ют функцию согласующего устройства между замедл ющей системой и волноводом открытого фокусирующего резонатора. Предложенные генераторы и усилители миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн на основе экранированного фокусирующего резонатора с отрезком замедл ющей системы повыщают эффективность указанных типов приборов, поднимают их выходную мощность, поднимают КПД .

Claims (1)

1. СВЧ-ПРИБОР ”0-ТИПА МИЛЛИМЕТРОВОГО И СУБМИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНОВ ДЛИН ВОЛН, содержащий по крайней мере один открытый резонатор, расположенные соосно отрезок замедляющей системы с пролетным каналом, ' и электронно-оптическую систему, отлич ающийся тем, что, с целью повышения выходной мощности и КПД, открытый резонатор выполнен
SU813290689A 1981-05-13 1981-05-13 СВЧ прибор "О" - типа миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн SU982481A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813290689A SU982481A1 (ru) 1981-05-13 1981-05-13 СВЧ прибор "О" - типа миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813290689A SU982481A1 (ru) 1981-05-13 1981-05-13 СВЧ прибор "О" - типа миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU982481A1 true SU982481A1 (ru) 1991-09-23

Family

ID=20958999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813290689A SU982481A1 (ru) 1981-05-13 1981-05-13 СВЧ прибор "О" - типа миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU982481A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Шевчик В.И,, Трубецков Д.И. Аналитические методы расчета в электронике СВЧ, Сов. радио, М., 1970, ст. 127-129. Русин Ф.С. Линейна , теори оротрона, Электроника больших мощностей. Сб. 5, Наука, с. 54-60. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2932760A (en) Backward flow travelling wave devices
JPH0345520B2 (ru)
JPH0325920B2 (ru)
US2880355A (en) Backward flow travelling wave oscillators
US2888597A (en) Travelling wave oscillator tubes
US3365607A (en) Electron discharge device
US3111604A (en) Electronic device for generating or amplifying high frequency oscillations
US4173744A (en) Impedance matched coupling device for microwave tubes
US5477107A (en) Linear-beam cavity circuits with non-resonant RF loss slabs
SU982481A1 (ru) СВЧ прибор "О" - типа миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн
US2724775A (en) High frequency oscillators
US2922918A (en) Traveling wave oscillators
US2660667A (en) Ultrahigh frequency resonator
RU2645298C2 (ru) Широкополосный многолучевой клистрон с многозвенной фильтровой системой
US4019089A (en) Wideband multi-cavity velocity modulation tube
RU2714508C1 (ru) Миниатюрный многолучевой клистрон
US3594605A (en) Mode suppression means for a clover-leaf slow wave circuit
US2601539A (en) Two-frequency microwave oscillator
USH1758H (en) Microwave amplifier having cross-polarized cavities
US2947908A (en) Output structure for electron discharge devices employing cavity resonators
GB724083A (en) Improvements in or relating to space discharge devices employing resonators
US2925521A (en) Traveling wave tubes
US2428780A (en) Ultra high frequency electronic device
US3886397A (en) Hybrid slow wave circuit
US2820170A (en) Spatial harmonic traveling wave tube