Генератор СВЧ-излучения с релятивистским электронным пучком Советский патент 1988 года по МПК H01J25/68 H01J1/20 

(Я

G

Изобретение относится к области электроники. Генератор сверхвысокочастотного излучения с релятивистским электронным пучком содержит сетчатый анод 3, термокатод 2, подогреватель 4 в виде отдельньпс элементов, расположенных по концентрическим окружностям, закрепленных на диэлектрической подложке 5 и подключенных через регулировочные сопротивления 6 к своему источнику накала. Изобретение упрощает регулировку частоты излучения за счет изменения распределения плотности электронов по сечению пучка. 2 нЛо 9

00 со

О)

со

11

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к устройствам для генерации мощных СВЧ-импульсов релятивистскими электронными потокамио

Целью изобретения является упрощение регулировки частоты излучения путем использования термокатода, с помощью которого можно задавать не- обходимое распределение электронов в потоке, изменяя температурный рельеф на катоде, что может быть осуществлено достаточно просто - изготовлением подогревателя в виде отдельных эле- ментов с самостоятельными выводами для подключения к индивидуально регулируемым источникам напряжения нака- лво Для данного генератора наиболее приемлемым является подогреватель с I нагревательными элементами, располо- i женными по концентрическим окружнос- Iтям, что обеспечивает, во-первых, регулировку распределения электронов ;по сечению потока, которой и опреде- |ляется частота излучения, во-вторызс, синхронность колебания электронов и одночастотное заполнение СВЧ-импуль- са.

На фиг„1 приведена схема генерато ра; на фиГо2 - разрез А-А на фиГоЬ

Генератор содержит вакуумный объем 1, термокатод 2, сетчатый анод 3, нагревательные элементы 4, закрепленные на диэлектрической подложке 5, Нагревательные элементы располо- ;жены по концентрическим окружностям 1и подключены через регулировочные сопротивления 6 к своему источнику

накалао Вывод СВЧ-излучения осущест40

45

влен через окно 7„

Генератор СВЧ-излучения работает следующим образомо

Термокатод 2 разогревается с iro- Мощью отдельных элементов 4, имеющих Индивидуально регулируемое напряжение накала. Благодаря индивидуальной регу Яировке накала каждого элемента-нагре- бателя на катоде создается необходимый Температурный рельеф, которым и определяется распределение электронов по се- Чению потока Под действием высоко- fo напряжения положительной полярности, которое прикладьшается к сетчато- му аноду 3, электроны, эмиттиройанные с катода, ускоряются в промежутке ка- год-- анод и после пролета через

7J2

анод образуют виртуальный катод В образованной потенциальной яме в про-, межутке катод - анод - виртуальный катод электроны совершают осцилляторное движение, в результате которого и осуществляется генерация СВЧ-колеба- нийо Частота колебаний зависит dT расстояния между катодом и виртуальным катодом: f kT , где k - целое

число;

время пролета элект

рона в потенциальной яме; d - расстояние между катодом и виртуальным катодом; V- скорость электрона,Расстояние между катодом и виртуальным катодом определяется радиальным распределением электронов по сечению потока,Так , в случае сплошного потока виртуальный катод находится от анода на расстоянии, примерно равном зазору катод - анод. Если электронный поток полый, то вир- туальньй катод удален от анода на большее расстояние, чем при сплошном электронном потоке. При изменении напряжения накала на элементе-нагревателе с помощью сопротивлений 6 локально изменяется температура катода, что приводит к перераспределению электронов по сечению потока и, как следствие этого, к изменению частоты излученияо

Для нормальной работы генератора необходимо, чтобы в промежутке катод - анод осуществлялся режим тока насыщения

Предлагаемый генератор позволяет автоматизировать процесс регулировки частоты СВЧ-излучения и подключить его к ЭВМ

Форм у л а изобретения

Генератор СВЧ-излучения с релятивистским электронным пучком, содержащий сетчатый анод и катод, отличающийся тем, что, с целью упрощения регулировки частоты излучения за счет изменения распределения плотности электронов по сечению пучка, в качестве катода использован термокатод с подогревателем, выполненным в виде отдельных элементов, расположенных по концентрическим окружностям, причем каждьм элемент имеет самостоятельные выводы для подсоединения к своему источнику накала

-А

Фиг. 2