УСТРОЙСТВО СОГЛАСОВАНИЯ ЗАМЕДЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ Российский патент 2018 года по МПК H01J23/24 

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к устройствам согласования замедляющих систем сверхвысокочастотных (СВЧ) приборов О-типа с длительным взаимодействием.

Известна конструкция согласующего устройства на связанных спиралях (Р.А. Силин, В.П. Сазонов «Замедляющие системы», Советское радио. 1966, рис. V. 16, с. 172), содержащая металлический цилиндрический корпус, внутри которого соосно с ним расположены внешняя спираль связи и внутренняя спираль замедляющей системы (ЗС). При этом проводник внешней спирали соединен с центральным проводником подводящей коаксиальной линии, а связь между внешней и внутренней спиралями выполнена за счет переменного электрического и магнитного полей. Такое устройство действует как направленный ответвитель с индуктивно-емкостной связью, обеспечивающий полный переход энергии из наружной спирали во внутреннюю и наоборот, позволял осуществить согласование подводящей коаксиальной линии с однородной ЗС. Для обеспечения заданного уровня согласования в широкой полосе пропускания ЗС требуется изменять шаг намотки и продольную длину внешней спирали связи при сохранении ее радиальных размеров, что приводит к нарушению условий пространственной связи и увеличению неравномерности частотной зависимости коэффициента стоячей волны (КСВ) во всей полосе пропускания ЗС. Увеличение величины неравномерности частотной зависимости КСВ значительно снижает электрическую прочность и широкополосность прибора в целом.

Вышеуказанная конструкция согласующего устройства является наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству согласования ЗС, и поэтому выбрана в качестве прототипа.

Недостатком указанного устройства является невозможность обеспечения требуемого уровня согласования во всей полосе пропускания ЗС однородного и резонансного типа.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание устройства согласования ЗС, обладающего требуемым уровнем согласования во всей полосе пропускания ЗС различного типа.

Достигаемый технический результат заключается в уменьшении неравномерности частотной зависимости КСВ в широкой полосе пропускания для любого типа ЗС различных частотных диапазонов.

Для достижения технического результата в устройстве согласования замедляющей системы, содержащем металлический цилиндрический корпус с расположенной внутри него и соосно ему спиралью связи, внутри которой и соосно с ней установлена, по крайней мере, часть спирали ЗС, новым является то, что дополнительно введена эксцентричная линия передачи, расположенная вдоль продольной оси корпуса между его внутренней поверхностью и спиралью ЗС, при этом один конец эксцентричной линии передачи соединен с одним из концов спирали связи, а другой конец является выходом устройства согласования ЗС.

Новая совокупность существенных признаков позволяет обеспечить в заданном сечении ЗС выполнение условий пространственной связи и формирование равномерного распределения электромагнитного поля по всей длине ЗС и, как следствие, требуемый уровень согласования во всей полосе пропускания.

Вид конструкции устройства согласования представлен на фиг. 1. На фиг. 2 представлен вид конструкции в сечении А-А.

На фиг. 3 представлена экспериментальная частотная зависимость КСВ при согласовании на связанных спиралях с полосой пропускания Δƒ₁ и с добавлением эксцентричной линии передачи с полосой пропускания Δƒ₂.

Устройство согласования ЗС состоит из металлического цилиндрического корпуса 4 с расположенной внутри него и соосно ему спиралью связи 1, внутри которой соосно с ней установлена, по крайней мере, часть спирали ЗС 3. Дополнительно введена эксцентричная линия передачи 2, расположенная вдоль продольной оси корпуса 4 между его внутренней поверхностью и спиралью ЗС 3. Один конец эксцентричной линии передачи 2 соединен с одним из концов спирали связи 1. Выходной конец 5 линии передачи 2 через внешний СВЧ-разъем соединяется с подводящей коаксиальной линией (на фиг. 1 не показано). Крепление спирали связи 1 осуществляется с помощью диэлектрических ножек 6, смещенных друг относительно друга в радиальной плоскости на 120 градусов.

Устройство согласования ЗС работает следующим образом.

В СВЧ приборе в результате прохождения электронного потока на спиралях ЗС 3 наводятся электрические токи, которые приводят к возбуждению переменного электрического и магнитного полей. Требуемая компонента электрического поля с максимальной амплитудой формируется в области спирали связи 1. При таком построении устройства согласования ЗС уровень согласования определяется положением внешней спирали связи 1 относительно спирали ЗС 3, а неравномерность частотной зависимости КСВ изменяется длиной и расположением эксцентричной линии передачи 2 относительно внутренней поверхности корпуса.

Предлагаемая конструкция устройства согласования ЗС была успешна реализована в СВЧ генераторе О-типа с ЗС на основе цепочки связанных спиральных резонаторов. Согласно представленным на фиг. 3 зависимостям, при введении эксцентричной линии передачи согласование достигается во всей полосе пропускания ЗС (по уровню КСВ=3 Δƒ₂>Δƒ₁) при значительно меньшей частотной зависимости КСВ.

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к устройствам согласования замедляющих систем сверхвысокочастотных приборов О-типа с длительным взаимодействием. Устройство согласования замедляющей системы содержит металлический цилиндрический корпус с расположенной внутри него и соосно ему спиралью связи, внутри которой и соосно с ней установлена, по крайней мере, часть спирали замедляющей системы, дополнительно введена эксцентричная линия передачи, расположенная вдоль продольной оси корпуса между его внутренней поверхностью и спиралью замедляющей системы, при этом один конец эксцентричной линии передачи соединен с одним из концов спирали связи, а другой конец является выходом устройства согласования замедляющей системы. Технический результат - уменьшение неравномерности частотной зависимости коэффициента стоячей волны в широкой полосе пропускания для любого типа замедляющей системы различных частотных диапазонов. 3 ил.

Устройство согласования замедляющей системы, содержащее металлический цилиндрический корпус с расположенной внутри него и соосно ему спиралью связи, внутри которой и соосно с ней установлена, по крайней мере, часть спирали замедляющей системы, отличающееся тем, что дополнительно введена эксцентричная линия передачи, расположенная вдоль продольной оси корпуса между его внутренней поверхностью и спиралью замедляющей системы, при этом один конец эксцентричной линии передачи соединен с одним из концов спирали связи, а другой конец является выходом устройства согласования замедляющей системы.