Гирорезонансный усилитель

О П И С А Н И Е 307491

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

МПК Н 03f 3/54

Заявлено 25.Ч1.1969 (№ 1340272/26-9) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет

Опубликовано 21.Ч1.1971. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 04;VIII.1971

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министрое

СССР

УДК 621.385.6(088.8) Автор изобретения

В. А, Жураховскмй

1, т

Заявитель

ГИРОРЕЗОНАНСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к технике усиления электромагнитных колебаний СВЧ на основе применения электронных приборов с винтовыми пучками и может быть использовано, в частности, в качестве оконечного каскада мощных передающих устройств связи или радиолокационной аппаратуры.

Известны гирорезонансные усилители, содержащие устройство формирования поливинтового электронного потока, коллектор и полую волноводную электродинамическую систему, пронизываемую поперек этим потоком.

Недостатком известных гирорезонансных усилителей является невысокий коэффициент полезного действия и недостаточная устойчивость к самовозбуждению.

С целью повышения коэффициент полезного действия и увеличения взаимодействия в системе пучок-волна в процессе усиления в предлагаемом усилителе электродинамическая система разделена на группирователь, образованный пространственно разнесенными параллельно расположенными волноводами с запиткой через фазовращатели от общего источника питания, и отбиратель в форме расположенного параллельно группирователю волновода переменного профиля, компенсирующего побочный эффект дополнительного набега фазы поля вдоль отбирателя, соединенный с реактивной частью мощности взаимодействия.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, вид сверху и разрез по А — А на фиг. 1; на фиг. 2 — вид сбоку в частичном разрезе.

Ъ силитель содержит электродинамическую систему 1, которая одновременно является вакуумной оболочкой прибора, устройства 2 и

8 ввода и вывода мощности, основной и вспомогательный соленоиды 4 и б с формой витков, приближенной к прямоугольной, непоlO казанное на чертеже устройство формирования ленточного поливинтового электронного потока б с большой энергией вращательного движения, катод 7 пушки, при этом анод пушки может быть изолирован от корпуса или

lS является конструктивным элементом, связанным с оболочкой прибора, плоский коллектор

8 электронов, который может находиться под одним потенциалом с электродинамической системой либо может быть изолирован по по20 стоянному току, запредельные участки 9, 10 и 11 и поглотитель 12 и 18 для обеспечения развязки между секциями — волноводом 14 модуляции, зоной 15 дрейфа и волноводом 1б отбора энергии.

25 Усилитель работает следующим образом.

Поливинтовой электронный поток б в нарастающем краевом магнитном поле:олепоидз 4 увеличивает вращательную компонент " скорости электронов за счет уменьшения по30 ступательной компоненты и пронизывает по307491 перек волновод 14, который возбуждается на бегущей волне Е с помощью устройства 2 ввода сигнала. Для осуществления вентильного характера взаимодействия электронов с полем оси электронных траекторий располагаются в плоскости, имеющей равные модули обеих компонент электрического поля, л жащих в осевом сечении волновода (при работе на основном гирорезонансе), или равные мо. дули их производных по направлению, перпендикулярному к оси волновода и к средней плоскости электронных траекторий (при работе на второй гармонике гирочастоты), при этом исключается кумулятивная связь погока электронов с волной, бегущей в направлении от поглотителя 18 к устройству 2 ввода мош,ности и, следовательно, устраняется обратная связь между отдельными слоями электронного потока. Направление статического магнитного поля согласуется с положением средней плоскости электронных траекторий, в результате чего электроны вращаются в ту же сторону, что и вектор электрического СВЧ-поля рабочей, а не паразитной, бегущей Е-волны, Пройдя волновод 14 со сравнительно слабым полем, промодулированные в нем по вращательной скорости электроны поступают на участок 15 дрейфа, где модуляция по скорости, т. е. фактически — по массе (гирочастоте), зависящей в релятивистском приближении от скорости, переходит в модуляцию по азимутальному и дрейфовому положению частиц и приводит тем самым к появлению интенсивной азимутальной компоненты переменного тока. Пересекая отбиратель (волновод

1á) при соблюдении тех же геометрических условий, необходимых для группирователя (волновода 14), электроны отдают энергию

1збуждаемому ими же полю Е-волны, распространяющемуся и нарастающему в направлении от поглотителя 18 к устройству 8 вывода.

За счет переменного профиля волновода

1б отбирателя компенсируется изменение фазовой скорости волны, связанное с активноиндуктивным характером электронной нагрузки поливинтовым потоком для электрического СВЧ-поля, в результате чего достигается

lO когерентность вкладов всех слоев потока в активную мощность усиливаемой волны. Отработанные электроны улавливаются коллектором 8.

Предлагаемый прибор является мощным

15 усилителем миллиметрового диапазона радиоволн и характеризуется высоким к. п. д.

Предмет изобретения

Гирорезонансный усилитель, содержащий устройство формирования поливинтового электронного потока, коллектор и полую волноводную электродинамическую систему, пронизы25 ваемую поперек этим потоком, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия и увеличения взаимодействия в системе пучок-волна в процессе усиления, упомянутая электродинамическая сизо стема разделена на группирователь, образованный пространственно разнесенными параллельно расположенными волноводами с запиткой через фазовращатели от общего источника питания, и отбиратель в форме расположен35 ного параллельно группирователю волновода переменного профиля, компенсирующего побочный эффект дополнительного набега фазы поля вдоль отбирателя, соединенный с реактивной частью мощности взаимодействи

307491

Фиг.!

Фиг

Составитель Н. Степанов

Редактор Т. И. Морозова Техред А. А. Камышникова Корректор О. С. Зайцева

Заказ 2170/14 Изд. № 903 Тираж 473 Подписное

1,НИИПИ Комитета по делам изобретений и открьпий прп Совстс Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб.. д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2