Сверхвысокочастотный генератор Советский патент 1988 года по МПК H01J25/00 

t I

Идобретрчия отногитгя к (MV г-оиг- рпторам, используем -тм п ряпличных радиотехнических спс:темпх,

Целью изобретения япляется ченне выходной мощности при уменьте- мии плотности тока с фотокатола.

На фиг,I изображена принищпиаль- Ная схема предлагаемого СВЧ-гекерато- ра на фиг,2 - вариант схемы для осуществления круговой развертки енотового- луча И модуляции -его интенсивности.

СВЧ-устройство содержит кольцевой фотокатод 1, закрепленйый с помощью высоковольтного изолятора 2 внутри вакуумной камеры 3. Фотокатод 1 электрически соединен с высоковольт- НБгм выпрямителем А. Световой луч 5 от источника 6 света с помощью устройства 7 для круговой развертки светового луча через вакуумноплотное Окно 8 освещает фотокатод 1, Элект-- ронный поток 9 через, кольцевые щели Q проходит через кольцевой резонатор 11 и поступает в коллектор 12. Резонатор 11 имеет торцовые стенки 13 и боковые стенки 14 и снабжен кольцевым электромагнитом 15 для компенсации бырокочастотного магнитного поля волны в месте прохождения пучка через резонатор 11. Магнитное поле в магните 15 создается с помощью обмотки 16, Резонатор 11 через отверстие 17 связан направленным ответвителем 18 с нагрузкой. Ответвитель 18 имеет герметизирующее окно 19 выхода энергии. Внутренняя часть вакуумной камеры 3 покрьп а слоем радиопоглощающего материала 20. Для фокусировки пучка в пространстве катод-анбд используется соленоид 21 устройство для фокусировки.

Световой луч 22 (фиг,2) проходит последовательно поляризаторы 23 и 24 (если свет поляризован, то поляризатор 23 не нужен) и два электрооптических кристалла 25, например КДР- KHjPO , имеющих металлизацию 26, Кристаллы разделены двояколучепрелом- ляющей пластинкой 27, осуществляющей поворот плоскости поляризации на угол 90. Далее по ходу пучка имеется коническое зеркало 28, увеличивающее угол отклонения светового луча до необходимой величины. Для осуществления амплитудной модуляции на пут и светового луча 22 имеется электрооптическая ячейка 29. В качестве источ

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

72

инка сротл может бьгтгп игп()тьзовян, ншгример, л,тэ,р.

Устройство работает следующим образом.

Фотокатод 1, закрепленный на высоковольтном изоляторе 2, находится под потеитхиалом 1-2 мегаиольта относительно камеры 3. Указанное напряжение создается вь соковольтным источником 4, Под воздействием луча света фотокатод 1 испускает электроны, которые, ускоряясь в электростатическом поле D зазоре катод - резонатор 11, через осесимметричную щель

10попадают в кольцевой резонатор

1 1 бегущей волны и создакп- постоянный ток, проходящий через этот резонатор 11. Попадание электронов в щель 10 определяется распределением электростатического поля в зазоре между кольцевым фотокатодом 1 и резонатором 11 бегущей волны, а также фокусирующим действием соленоида 21 и не зависит от интенсивности и частоты развертки светового луча. С помощью светоразворачивающего устройства 7 луч света 5 через окно 8 освещает последовательно по кругу все участки кольцевого фотокатода 1.-Таким образом, электронный поток 9, формируясь под действием светового луча на кольцевом фотокатоде 1, так- же имеет круговую развертку и после ускорения непрерывно меняет точку своего входа в резонатор 11, возбутк- дая в нем бегуптую по кольцевому ре-; зонатору волну. Размеры резонатора

11выбираются так, чтобы собственная частота колебаний в нем была близка или кратна частоте обращения пучка, а электрическое поле бегущей волны направлено перпе1щикулярно торцовым стенкам 13 резонатора IT, При этом напряжение на р езонаторе 11. нарастает и при достаточно высокой собственной добротности и правильно, подобранной связи с нагрузкой становится близким, с учетом пролетного угла, к величине напряжения, ускорившего пучок. Частицы, передавшие свою энергию электромагнитному полю, выводятся из резонатора 11 через вторую кольцевую щель в коллектор 12, находящийся под отрицательным потенциалом. Полезная мощность отводится в согласованную нагрузку через направленный Ответвитель 18 с герметизированным окном 19, связанный с ре31

i oHnTopoM II птцррг.тигм 1-ря: и 17, Для коьтенсации высокочастотного маг ннтиого поля резонатор 11 снабжен электромагнитом 15 Постоянного тока с обмоткой 16, который создает пос тоянное магнитное поле в месте прохождения пучка через резойатор 11.

ДПя того, чтобы устранить когерентные колебания пучка при ускорении, внутренняя часть камеры 3 по- крывается слоем радиопоглощающёго материала 20.

При работе в амплитудно-модули- рованном режиме в устройстве 7 осуществляется модуляция интенсивности света, освещающего фотокатод 1 отдельным модулирующим сигналом. При модуляции интенсивности освещенности фотокатода 1 изменяется и число электронов, формируемых фотокатодом. При этом изменяется величина тока, пронизывающего кольцевой резонатор 11, и, как следствие, амплитуда выходного сигнала.

В предлагаемом устройстве отдель- ные участки кольцевого фотокатода освещаются лишь в течение небольшой части периода усиливаемых колебаний, что позволяет получать среднюю плотность токя тяьую же, кяк и п иипульг- яом рож име устгой(;т 5а-прототи11я.

Формула изобретения

1 . Сверхвысокочастотный генератор, содержащий вакуумную камеру , размещенные в ней фотокатод и резонатор, источник света для освещения фотокатода и устройство вывода СВЧ-мощ- ности, отличающийся те, что, с целью увеличения выходной мощности при уменьшении плотности тока с фотокатода, фотокатод выполнен в виде кольца, введены устройство круговой развертки светового луча, размещенное между источником света и фотокатодом, и устройство фокусировки электронного потока, резонатор выполнен в виде кольцевого резонатора бегущей волны, а н области боковых стенйк вакуумной камеры размещен СВЧ погяотиталь.

2. Генератор поп.1, отличающийся тем,, что, с целью осуществления a mлитyдиoй модуляции вь ходного СВЧ-сигнала, между источником света и устройством круговой pka™ вертки светового луча размещен модулятор интенсивности светового луча..

if

Сверхвысокочастотный генератор содержит фотокатод (Ф) 1 в виде кольца, устройство 7 круговой развертки светового луча, с ттомощью которого световой луч 5 от источника 6 света через вакуумногшотное окно 8 освеца- ет Ф 1, кольцевой резонатор 11 бегу- щей волны с кольцевьтми щелями lOf для прохода электронного потока-.. (ЭП) 9 в коллектор 12. Внутренняя часть вакуумной камеры 3 покрыта слоем радиопоглощающего материала 20, Для фокусировки ЭП 9 в пространстве катод-анод использован соленоид 21, Изобретение позволяет увеличит ь ходную мощность при уменьшении плотности тока с Ф 1. 1 . ф-лы, 2 кл. i

Редактор О. Филиппова

Сост 5витель в, Шитова

Техред М.Ходанич Корректор А. Зимокосов

Заказ 3846Тираж 746 Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производстненно-полиграфическое гфедприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4