Гирокон Советский патент 1983 года по МПК H01J25/00 

V С Изобретение относится к электроваку умным приборам и является дальнейшим развитием гирокона,. По основному авт. св. №340345 известен гирокон, в котором электронны пучок, непрерывно смещаясь по азимуту и- 1фоХодя через кольцевой резонатор бегущей волны (выходной резонатор) возбуждает в нем бегущую волну типа Н Размеры выходного резонатора выбираю ся так, что собственная частота колебаний в нем становится близкой к частоте обращения пучка, при этом амплитуда напряжения на резонаторе возрастает и при правильно подофанной связи с нагр кой становится близкой к величине напр жения, ускоряющего пучок . При повышении рабочей частоты в пр боре наступает ограничениепо мощности связанное с тем, что. для эффективного взаимодейств1ш пучка с электромагнитным полем вьгсоту (зазор) резонатора приходится уменьшать и, такям образом ув еличивать напряженность электрического поля. Ограничение наступает при достижении электрическим полем пробивных значений. Оптимальная величина напряженности электрического поля в -зазоре выходного резонатора (при КПД, близком к 1ОО%) может быть найдена из следующего выражения ffili 1600 CKB/CM, л где 3 - релятивистский фактор (отнощение полной электрона к его энергии покоя) - дл1ша волны высокочастотных колебаний. Пользуясь приведенной формулой мож но подсчитать,, что при использовании части с кинетической энергией Т 1М э I То предельно допустимой наПряйсенкости электрического поля 10О KB/CM, минимальная длина волны равна 45 см. При повышении частоты необходимо понижать энергию частиц и, следовательно, мощность прибора|)РзТ в нерелятшистском случае и в релятиви сксм - . Цель изобретения - увеличение мощности, Повышение рабочей частоты и коэффициента полезного действия. Цель достигается тем, что гщгокон снабжен, по крайней мере, одним дополн тельным выходным резонатором с выходом СВЧ-анергий, рбе ;печивающим поддержание в резонаторе режима бегущей волны, установленным соосно с основным выходным резонатором, перед ним по ходу пучка. На чертеже приведена конструктивная схема предлагаемого гирокона. В гироконе установлено три выходных резонатора бегущей волны. Прибор состоит из следующих основных узлов: источника релятивистских элжтронов 1, системы круговой развертки 2, электростатического сферического конденсатора 3, трех кольцевых резонаторов бегущей волны (выходных резонаторов) с выводами СВЧ-мощности 4-6, коллектора 7 и электромагнита, компенсирующего в. ч, поле резонатора 6 в месте прохождения пучка 8, Предлагаемый гирокон работает следующим образом. Пучок, сформированный источником релятивистских электронов 1, гфоходит через систему круговой развертки 2 и отклоняется от продольной оси гирокона на заданный угол. Проходя далее между обкладками сферического. конденс.атора 3, пучок отклоняется в обратном направлении на этот угол и, двигаясь в направлении, параллельном направлению си- {ювых линий электрического поля в выходных .резонаторах, входит в первый из них - 4. При соответствукмцей настройке и связью с нагрузкой напряжение на резонаторе нарастает. Пучок передает в магниггкую энергию 1/3 своей мощности и попадает во второй резонатор 5, откуда (также отдав 1/3 мощности) переходит в третий резонатор 6, где тормозится окончательно. Заторможенные электроны оседают в коллектор 7, Сравнительно низкоэнергетические электроны, (Попадающие в резонатор 6, сильно поворачиваются в. ч, магнитным полем резонатора, что препятствует их полному торможению и получению КПД, близкого к 1ОО%. Для компенсации в. ч. магнитного поля в месте прохождения пучка резонатор 6 снабжен электромагнитом пос7ЧЭЯННОГО поля 8 (вообще говоря, электромагнитом можно снабдить не только последний резонатор, но; и предыдущие, определяется это количеством резонаторов, азовой скоростью бегущей в них волны и конструктивными удобствами). Таким образом, использование нескольких выходных резонаторов, в которых пучок претерпевает серию из И последовательных торможений ( У -количество резонаторов) позволяет уменьшить напряжекие на каждом из них в И раз, что позволяет либо уменьшшъ рабочую длину волны (в и раз) при заданной пробивной напряженности эпектричесжого по ля либо уменьишть в h раз потери в резонаторах и повысщъ таким образом КПД прибора, либо ь И раз увеличить . электронов в пучке и существен но увеличить мсщность, которая опреде144 ляегся не только «uieocrpoHcMB, но и юс током; котфый можно-Ч еёаометного токооседаниягфоввсти.черев прибор от источника рвдариияютсквк , электронов до коллектора. Тшшм обрйвом если увеличить нвнрнйёр Мергюо ронов с Т р,5 МэВ-до - 1,5 МвВ, предельная мощность прибора 1у еяич«ггся щ имерно в 22 раза.

ГИРОКОН по авт. св. Я 34р345, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощвостн, вовьшевия рабоч частоты и КПД, ов свабяден, ею крайней мере, одним допотшгельвым выходньо резонатором с выходом СВЧэнергии, обеспечивающим подд жавие в резонаторе режима бегущей волнЫ| устшювленным соосно с основным выходшнм резонатором, вйм по ходу лучка.