Усилитель на лампе бегущей волны

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11j 577584

i,, c 1

4, с (61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 05. 04.76 (21) 2344122/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.10.77. Бюллетень №3 (45) Дата опубликования описания 5.11.77 (51) М. Кл.

Н 01 Ю 25/34

Государственный комитет

Соевта Министров СССР оо делам изооретений и открытий (53) УДК621.385. .63 (088.8) (72} Автор изобретения

В Ф. Шуры гин

Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР (71) Заявитель (54) УСИЛИТЕЛЬ НА ЛАМПЕ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ

Изобретение относится к электронной ттахнике СВЧ и может быть использовано при разработке усилителей СВЧ на лампах бегущей волны (ЛБВ) с малым уровнем нелинейных искажений усиливаемого сигнала.

Известна лампа бегущей волны, в которой нелинейные искажения устраняются путем введения дополнительных корректирующих элементов во внешней цепи на входе ЛБВ (11.

Однако такое конструктивное решение весьма сложно для технической реализации и увеличивает вес и габариты прибора.

Известен также усилитель;на лампе бегущей волны, содержащий электронную пуш 15 ку, фокусирутощую систему,, коллектор, уст ройства ввода и вывода энергии и основной и дополнительный поглотители, расположенные вдоль замедляющей системы 12).

Основной поглотитель в такой системе 20 расположен на расстоянии 1/4 - 1/2 общей длины замедляющей системы от ввода.

Такое положение поглотителя выбирают нэ компромисных соображений, так как при более близком ко вводу расположении пог 25 лотителя увеличивается изрезанность частот1 ной характеристики и возможно самовоэбуждение ЛБВ, а при значительном уделенни поглотителя от ввода уменьшаются

КПД и максимальная выходная мощность усилителя.

Недостатком такого усилителя являются большие нелинейные искажения уснлнваемого сигнала, которые особенно нежелательны при работе ЛБВ в многочастотном режиме. ° Одна из причин появления нелинейных искажений - отбор ВЧ-энергии пучка поглотителем — приводит к раэгруппировке пучка и появлению дополнительного нелинейного сдвига фазы между током пучка и ВЧ-полем в замедляющей системе.

Белью изобретения является уменьшение уровня нелинейных искажений в ЛБВ.

Это достигается тем, что основной погл титель расположен от ввода энергии на раостоянии не более 1/10 обшей длины замедляющей системы, а дополнительный поглотитель выбран с величиной затухания не более

1/5 величины затухания основного поглотнтеля.

577 584

На фиг. 1 схематически изображен предложенный усилитель ЛБВ; на фиг. 2 показана зависимость нелинейного набега фазы сит нала на выходе ЛБВ от мощности сигнала на входе при различном местоположении ос- 5 новного поглотители; .. на фиг. 3 эависи мость, полученная в режиме двухчастотного усиления при различном местоположении ос новного поглотителя.

Усилитель ЛБВ содержит электронную 1о пушку, ., спиральную замедляющую систему

2, устройства ввода 3 и вывода 4 ВЧ- -энергии, выполненные на связанных спиралях; основной поглотитель 5 дополнительный поглотитель 6 и коллектор 7. 15

Усиливаемый сигнал поступает через ввод

3 на замедляющую систему 2 и модулирует по скорости электронный пучок, создаваемый эдектронной пушкой 1. Электронный пучок, групцируясь по плотности, наводит в замедляющей системе ВЧ-поле. ВЧ-поле частично поглощается в основном 5 и дополнительном

6 поглотителях и, усилившись за счет взаи) модействия с пучком, отводится с вывода

4 в нагрузку.

Благодаря тому, что основной поглотитель расположен на начальном участке простран ства взаимодействия, где ВЧ-поле, наведенное пучкЬм, еще мало (следовательно потери энергии пучка в поглотителе практически отсутствуют), нелинейные искажения сигнала, вносимые поглотителем, незначительны.

Влияние дополнительного поглотителя также несущественно, поскольку затухание в .нем невелико (см. фиг. 2). Затухание в основном и дополнительном поглотителях составляет соответственно 30 дБ и 5дБ.

Кривая I измерена при расположении основ ного погдотителя вблизи ввода (P/ =0,05), кривыеЦ иЩ измерены при расположении поглотителя на расстоянии соответственно

1/4 и 1/3 обшей длины от ввода.

Таким образом, при расположении поглотители вплотную к вводу (кривая f ) eenm- 45 нейный набег:, фазы оказывается в 1,52 риза меньше, чем при обычном расположеЙии.поглотителя (кривые Ц иIII), дополнительный поглотитель расположен на расстоянии половины обшей длины ЛБВ и в процессе измерения не перемещается. Поглотитель с таким малым затуханием на уровень нелинейных искажений практически не влияет и его наличие необходимо лишь для уменьшения неравномерности частотной характеристики ЛБВ, вызванной отражениями сигнала от основного поглотителя. На фиг. 3 показаны зависимости,:полученные в режиме двухчастотного усиления при различном местоположении основного поглотителя. Входные мощности сигналов на частотах и одинаковы. По вертикальной оси отложен уровень выходной мощности на комбинационной частоте (2 »f ) относительно выходной мощности на основной частоте f, по

Х горизонтальной оси - уровень выходйой мош ности на частоте, относительно уровня насыщения. Сравнивая кривые, можно видеть, что с приближением поглотителя ко входу относительный уровень комбинационных час тот уменьшается. Видно также, что уровень комбинационной частоты относительно основ ной 30 дБ при расположении поглотителя вплотную ко входу (кривая 1 ) достигается при выходной мощности на основной частоте на 5«7 дБ больше, чемпри обычном расположении поглотителя (кривые II ). формула изобретения

Усилитель на лампе бегущей волны, содержащий электронную пушку; фокусирукицую систему, коллектор, устройство ввода и вы вода энергии и основной и дополнительный поглотители, расположенные . вдоль замед ляюшей системы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений, основной поглотитель расположен от ввода энергии на расстоянии не более

1/10 общей длины замедляющей системы, а дополнительный поглотитель выбран с величиной затухания не более 1/5 величины затухания основного поглотителя.

Источники информации, принятые во внямание при экспертизе:

1. Патент США ¹ 3675138, кл. 328-163, 1972.

2. Лошаков Л. Н. и Пчельников Ю. Н.

Теория и расчет усиления лампы с бегущей волной М, Советское радио, 1964. с. 177-179.

577584

Составитель B. Клевцов

Техред И. Климко Корректор Д. Мельниченко

Редактор Е. Кравцова

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4192/39 Тираж 976 Подписное

ЦНИИПИ Государствечного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5