Свч-прибор клистронного типа

 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к СР. I приборам клитртнного гипа Цель изобретения повы КПД и угэе и 1 °ни угтогчипости прибора к самовозбуждению СВЧ-прибор содержит катод 1 трубы дрейфа с установленными в них резонаторами 2 - 4 с кратными частотами коллектор 5 и систему основных резонаторов, состоящую из входного резонатора 6 с вводом СВЧ- энергии 7. промежуточных резонаторов 8 и 9 выходного резонатора 10 с выводом энергии 11 Изобретение позволяет при сохранении мэссогабзритных характеристик и без увеличении фокусирующего магнитного поля значитечьно увеличить КПД прибора с 36-40 до 56% 1 з п Ф лы 4 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциллистических

РЕСГ1УЬЛИК

tst3s Н 01 J 25/10

Г(7СУ)1/1РС1 ГЗЕ1131ЫИ КОМИТЕТ

ЛО ИЗОГ7Г ЕТЕНИЯМ И ОТКРЬ!ТИЯМ

ЛГ И r t-tT ГССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОР:.К()МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.3 1 .7.Г117.9?.ЬК3л. 4" 22 (.. ) 47186;, 5/21 (22) 19.06.89 (72) К.Г.Симонов, В.Г,Андреев, B.С.Галкин и

К,П,Шемари33а (53) 621.385.6 (088.8) (56) Пате331 Сц)А

t J . 35ц4606 кл 315-5 43 1971

Авторское свидетельство СССР

f+ 393787, кл. Н 01 J 25/10, 1962, (54) СВ -1-Г1РИБОР КЛИСЧ РОННОГО ТИПА (57) Изобрето}3ие относлтся к электронной технике, в частности K СГ,Ч-приборам кли"тр 7нноГо типа, Цель изобрете 3ия — повы, в ни" K(1/1, и увеличениГ усГойчи 7ости

И обр 3гение относится к электронной

Te õ ., ке, е3 час Tttoñ Tè к СВЧ-приборам

k3, l го 113ог(3 типа.

i o33t. изобретения — повышение КПД и

УLÇQ!331 1енпе устойчивости прибора к самоB 1 э г3ужд» н и ю.

11а фиг. 1 пр31ведено схематическое изобра> е31ие СI3 t-33рибора клистронногo типа; на фиг. 2, 3 показана конструкция двухзазо,.неГо рсэо33,пора с кратными частотами (основной и уд3и7енной); на фиг, 4 — эанисиincr." резо tottctttitx частот противофаэного и синфазного видов колебаний двухэазорно3 о р;: она Гор.1 от угла раскрыла щели связи, (ВЧ-пГ31лбор (см, фиг, 1) содержит катод

1, .:,;»,l дрейфа о установленнь1ми в них ре.-, 3ятоГ7ами 2-4 с кратными частотами, К ллс" 1, э 5 и сис тему Осно(3нь17. OP3otti330 рг», о7сt.oltllgto иэ входного реэо13яторя 6 с ввс г,",и СВ I-энергии 7, промежуто,ных ре- гг.;.хч 8. 9, выходного резонатора 10 с

SU 1658771 А1 прибора к самовозбуждению. СВЧ-прибор содержит катод 1, трубы дрейфа с установленными s них резонаторами 2 — 4 с кратными частотами, коллектор 5 и систему основных резонаторов, состоящую из входного резонатора 6 с вводом СВЧз13ергии 7, промежуточных резонаторов 8 и 9, выходного резонатора 10 с выводом энерг1;и 11, Изобретение позволяет при сохранении массогабаритных характеристик и беэ увеличения фокусирующего магнитного поля значительно увеличить

КИД прибора с 36-40 до 56%. 1 з.п.ф-лы, 4 ил. выводом энергии 11. Двухзазорнь3е резонаторы с кратными частотами — основной и удвоенной (см. фиг. 2, 3) вь1полнена в виде цилиндрической полости 12, в которой установлена металлическая стенка 13 с пролетным отверстием 14, боковыми выступами 15 и 3целями связи 16 с азимутальным углом раскрыва а.

Величина угла раскры33а àåT следу3ощим образом.

1658771 бэний От величи3<ы угла рэскрывэ щели связи а для случая, когда в перегородке одна 3дель (кривые 20 и 21 на фиг, 3), либо две щели (кривые 22 и 23). В обоих случаБ six удается получить двухкратнае превышение частоты синфазного вида колебаний fp над частотой пративофэзного вида 17г. Для одной щели связи эта достигается при а =- 161", при двух целях — при а =- 152 . Испольэавэ(3ле двух . щелей в перегородке более выгодна, гэк как удэется уменьшить возмущение ВЧэлектрического паля в приосевой области. Таким с бравом, при выбрэ33мой области «заимодействия дв) кз 3эnр(3ОГ о р е 3 О н <3 т О р э н э а с н О fl . с О а т н;> ш в н и и (1), (2) павы(33эетсч эфф(.ктивнасть взаимодействия СВЧ-(3аля с электронным /3) д01; 31 гем самым павы3аав«ся КПД п(цбарэ, э

20 рэзк1ещенив i."ly,- .Roð÷(3((3 раэпнэ«арв внутри трубы,гэбэритнь3(-. x3рэктерис гики приб(3р >.. Зксперимен«ь3, выполненные на клистране ВГ-009, в котором в трубе дрейфа между вторым и «ретьим резона«орами был расположен д(3ухээзарнь3й резонатор, настроенный на крэTíblå час«огы (противофээный на астоте (,-, синфазмь3й на чэс«оте 21,), покэзывэ3от, чта предлагаемОе технич(!ское решение 3333э(3олявт при сохрэ33ении мэссагабэри«ных характеристик и беэ увелиЧЕНИЯ фаКУСИРук>!3!ЕГО МЭГНИ«llO(O BOIlя знэ влел3 HQ увеличить КПД прибсрэ(с 3635 Щ0 да 56% 1

S t. 2(1 <= (1 35-1 5) >т

)3o й>

S = (1,8-2,4) (2) где d — ширина зазора взаимодействия, м;

S — расстояние между зазорами взаимодействия, м;

Vp — скорость электронного потока, мlс; 40 в- рабочая частота прибора, рад/с, удается, ва-первых, достигнуть оптимальных условий взаимодействия нэ рабочей и удвоенной частотах, чта позволяет увеличить КПД и, во-вторых, 45 сделать проводимость электронной нагрузки положительной на обоих видах колебаний, тем самым увеличивая устойчивость самовазбуждения. Малые размеры двухзазорного резонатора позволяют разместить 50 дополнительный резонатор в трубе дрейфа между резонаторами основной частоты существующего сверхмощного СВЧ-прибора

; клистронногО типа (клистрон ВП-009) .Результаты холодных измерений показыва3от, что такой резонатор реализуем. На фиг. 4 показана экспериментально измеренная зависимость резонансных частот f 2 л (синфазнога} и Ь(противофазнога) видов колеS+ 2d -(1,35-1,5) zt

0)

S (1,8-2,4) Электронный поток, эмиттируемый с катода 1 (см. фиг. 1), проходит входной резонатор 6, в зазоре которого на него воздействует СВЧ-сигнал на рабочей частоте fp, подводимый через ввод энергии 7. Под воздействием этого СВЧ-напряжения происходит модуляция и группировка электронного потока. Так как дополнительный двухзазорный резонатор, нь3палненный в трубе дрейфа 2, настроен на кратные частоты fc и 2fp, то сгруппированный электронный поток возбуждает в нем сигнал на рабочей и удвоенных частотах. В результате на электронный поток в двухзазорном резонаторе воздействует СВЧ-напряжение, близкое к пилообразному, что приводит к более эффек(ивной группировке потока, В промежуточных резонаторах 8 и 9 и дополнительных д. ухзазорных резонаторах, выполненных в

I6ax дрейфа 3 и 4. Осуществляется дальн 1шая группировка электронного потока.

В (Зыходном резонаторе 10 происходит агбар энергии ат эффективно сгруппированного электронного потока, которая через вывод 11 передается в нагрузку, Неиспользованная часть энергии электронов рассеивается в виде тепла на коллекторе 5.

Расчеты показывают, чта при выборе раэмерОВ двухэазорнаго резонатора, Определяемых следующими выражениями .

Ф(>рмулэ изобретения

1. СВЧ-прибор кг3истронно(о типа, содержащий резана«оры рабочей частоты с трубами дрейфа, па крайней мере один двухзазорный ре:шнэтор с рабочей чэста«О11, соо ветству3ощай пра«ивафэзнаму виду калеба ий и кра ((ай удвоенной частотой,соответствующей синфаэному виду, о т л и ч а (о щ и и с л тем, чта, с целью повышения КПД и увеличения устойчивости прибора к самавозбу>кдению, двухэаэ(3рный резонатор имеет размеры, определяемые выра>кениями: где d — осевой размер каждого зазора взэимод(3йствия, м;

S — расстояние между зазорами взаимодействия.м;

V — скорость электронного потока, н/с;: — рабочая частота и ри бора, рад /

2, Прибор по и. 1, отличающийся тем, что один двухзазорный резонат кратными частотами рабочей и удвое размещен в трубе дрейфа между резон.

5 рами рабочей частоты.

1fj50771

)б

Jg 70

:тj

Сос иеитепь A. 0 арняеск ии

Гел тктор Т.Шагова Техред M,Óîðãåíòàï Ксн1:::. т )1) Д Гсаулс гкс

? с,"11 Тира.к 171, тоде т 1НИИПИ Государственного комитета оо ивобрг ения;и и откр (,л.-: о, :, > i .l! Т г.С .,1

113035, Москва, Ж-;35, Рауикк;.ч наг., 4/ ;;

Проивводственно издатели:кнй комбинат "Г1атент ", . Уж о1тед. ул.1 >, н:, )"