Релятивистский СВЧ-генератор Советский патент 1988 года по МПК H01J25/68 

йи9

Сдд 9 а

) Э

.Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использов Шо для генерации мощных радиоимпульсов сильпо- точньми релятивистскими эл1ектро1П ыми пусками.

Цель изобретения - повышение КПД релятивистского генератора,

Па чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит цилиндрическую вакуумную камеру 1, изготовленную из металла, причем размеры камеры намного больше генерируемой длины полны. С одной стороны вакуумная камера заканчивается окном 2 для вывода СВЧ- энергии, с другой - металлическим отражателем 3, имеющим параболическую поверхность. Внутри вакуумной камеры установлен анод А, напротив анода рас

положен катод 5. Лнод А может быть выполнен из тонкой металлической фольги, прозрачной для потока электронов, либо из тонкой металлической сетки. Анод 4 подключен к положительному электроду источника 6 высокого напряжения через отверстие в боковой стенке вакуумной камеры и высоковольтный изолятор 7. Катод 5 подсое

динен к Заземленному электроду псточ- зо электриком (например, оргстеклом),

не окажет существенного влияния на величину обратной связи, а эначи.-, и

на работу устройства в целом. Все это приведет к увеличению уровня выходной мощности генератора.

Отражатель 3 может иметь параболическую форму для дополнительной фокусировки излучения.

Таким образом, с помощью предлагаемого устройства можно увеличить КПД генератора по сравнению с прототипом.

Пример. В качестве источника высоковольтного напряжения используется ускоритель с параметрами: энергия электронов 400-500 кзВ, ток пучка 15-20 кЛ, длительность импульса 60-80 НС, Вакуумная камера выполнена из латуни и имеет следующие размеры: длину 1 м, диаметр 1 м, параболический отражатель изготовлен также из латуни и имеет диаметр раскрыва 1 м, фокусное расстояние 25 см. В качест- ве анода применена вольфрамовая сетка с прозрачностью 0,6-0,7, катод выполнен из нержавеющей стали. Расстояние анод - peajib)fbui катод 2 см. Окно вывода СВЧ-зиергии вакуумируется ди- .

Изобретение может быть использовано для генерации мощных радиоимпульсов сильноточными релятивистскими электронными пусками. Вакуумная камера 1 выполнена с окном 2 для вывода СВЧ-энергии. Анод 4 подключен к источнику высокого напряжения через отверстия в боковой стенке вакуумной камеры 1. В торце вакуумной камеры 1, противоположной окну 2, установлен параболический отражатель 3, в фокусе которого размещен анод 4. При подаче напряжения 500 кВ на зазор катод 5 - анод 4 генератора происходит генерирование мощного СВЧ-импульса в 10-сантиметровом диапазоне. Мощность в импульсе составляет 3-5 ГВт. Таким образом, релятивистский триод- ный генератор позволяет повысить КПД и, следовательно, увеличить уровень генерируемой мощности. 1 ил. с

ника напряжения.

Устройство работает следующим об- разоме

Икпульс положительной полярности от источника 6 высокого напряжения через высоковольтный изолятор 7 прикладывается к промежутку анод 4 - катод 5., Катод работает в режиме взрывной эмиссии. Электроны, эмиттирован- ные G поверхности катода, ускоряются в промежутке и после пролета анода образуют виртуальньи катод на расстоянии, примерно равном зазору анод- реальньн катод. В образуемой потенциальной яме в области катод - анод - виртуальньш катод происходят осцилляции ектронов и развивается неустойчивость, являющаяся источником мощного СВЧ-излучения. В пространст- но же пушки будет попадать лишь часть СВЧ- энергии, излученной генерируемым элементом реальньй катод - анод - виртуальный катод перпендикулярно оси устройства, кот орая существенно меньше излучения вдоль оси. Энергия, отраженная от боковых стенок металлической вакуумной камеры, создает обратную связь в генераторе. Доля энергии, попавшая в пространство пушки.

прозрачным для СВЧ. При подаче напряжения 500 кВ на зазор катод - анод генератора происходит генерирование мощного СВЧ-импульса в 10-сантиметровом диапазоне. Мощность импульса составляет 3-5 ГВт. Таким образом, такой релятивистский триодный гене™ ратор позволит повысить КПД и, следовательно} ув.еличить уровень генери™ , руемой мощности.

ормула изобретения Релятивистский СВЧ-генератор, со- держащий цилиндрическую вакуумную камеру с окном для энергии в ее торце, внутри которой перпендикулярно оси расположены противолежащие катод- и анод, прозрачный для потока- электронов 5 соединенный с вводом анодного питания, проходящим через отверстие в стенке вакуумной камеры, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с цельй) повьштения КШ генератора, от- Еерстие для, ввода анодного питания выпопнено н боковой стенке вакуумной камеры, а противоположная окну вывоа энергии стенка вакуум ой камеры пыполнена в виде параболического отражателя ,