СВЧ-прибор клистронного типа Советский патент 1992 года по МПК H01J25/10 

И юбрг - енмр относится к электронной

к х 1/ке,в 4dr гност и к СВЧ-приборам К) т гонног о типа .

Цель изобретения - повышение КПД и letinc устойчивости прибора к само- в .зпуждс чию.

На Фиг 1 приведено схематическое изо- Gpavnihc СВЧ нриСора клистронного типа, на Фш 2, 3 показана конструкция двухза- тор( it о рс 401 мтора с кратными частотами (осногжпи и удьзорннои) на фиг 4 зависи- focT1- срзомансннх частот противофазного и синфазного пмдов колебании двухзазор- t oi о р .мОпагор ( от угла раскрыта щели спя зи

(. В1 прибор (см фиг 1) содержит катод 1 . с. / ы дрейфа с установленными в них резонаторами 2-4 с кратными частотами, о 5 и систему основны/ резонато рои псючщую из входного резонатора 6 с PDOCTM ПЧ-знергии 7 промеж/то -ных ре- - i ,;,оп П 9, выходного резонатора 10 с

выводом энергии 11 Двухздторные резонаторы с кратными частотами основной и удвоенной (см. фиг 2 3) выполнена в чиде цилиндрическойполоцти 12 в которой установлена металлическая стенка 13 с пролетным отверстием 14. боковыми выступами 15 и июлями связи 16 с азимутальным углом раскрыва (I

Величина угла раскрывэ г определяем резонансную частоту противофазного вида колебаний тл и синфазного вида 2 л В дпухзазорных резонаторах с зазорами 17 и 18 частота противофазного вида колебаний настроена на рабочую частоту fc a частота синфазного вида колебаний - на. удвоенную частоту 2fc (где fc частота сигнала) Для охлаждения резонаторного блока t1 труб дрейфа на наружной стороне труб дрейфа выполнена система охлаждения 19 через которую протекает охлаждающая жидкость

СВЧ-прибор работает следующим образом

О

icn оо j

м

:

Электронный поток, эмиттируемый с катода 1 (см. фиг. 1), проходит входной резонатор 6, в зазоре которого на него воздействует СВЧ-сигмзл на рабочей частоте fc, подводимый через ввод энергии 7. Под воздействием этого СВЧ-напряжеИия происходит модуляция и группировка электронного потока. Так как дополнительный двухзазорный резонатор, выполненный в трубе дрейфа 2, настроен на кратные частоты fc и 2fc, то сгруппированный электронный поток возбуждает в нем сигнал на рабочей и удвоенных частотах. В результате на электронный поток в двухзззорном резонаторе воздействует СВЧ-напряжение, близкое к пилообразному, что приводит к более эф- феиивной группировке потока, В промежуточных резонаторах 8 и 9 и дополнительных д -ухзазорных резонаторах, выполненных в т /бах дрейфа 3 и 4. осуществляется даль- И 1шая группировка электронного потока. В иыходном резонаторе 10 происходит ог- бор энергии от эффективно сгруппированного электронного потока, которая через вывод 11 передается в нагрузку. Неиспользованная часть энергии электроиов рассеивается в виде тепла на коллекторе 5. Расчеты показывают, что при выборе размеров дпухзазорного резонатора, определяемых следующими выражениями:

S 2d( 1.35-1,5) я

Уо

ft)

S (1,8-2,4)

Vo

(t)

баний от величины угла рассрыва щели связи а для случая, ко(да в перегородке одна ЩРЛЬ (кривые 20 и 2 1 на фиг 3),лпбо две щели (кривые 22 и 23). В обоих случа5 ях удается получить двухкратное превышение частоты синфазного вида колебаний f0 над частотой противофазно го вида for Для одной щели связи это достигается при а-- 161°, при доух ще

JO лях - при « - 152°. Использование дпух щелей п перегородке более выгодно, гак как удается уменьшить возмущение ВЧ- электричсского поля в приосевой оЬла- сги Таким образом, при выбранной

5 области взаимодействия дпухз)зорно- го резонатора на ОСНОПР соотношений (1), (2) попытается эффективность РЗ-ТИМО- дейсгвия СВЧ-поля с электронным и гем самым повышается КПД прибора, а

20 рлзмещопи0. т11/ .тпрного розпнатпра внутри труЬ r / позволяем обегпе- чить мипималь1 ы ib (. мяблритные ха- рактерисгики приЬпрт Эксперименты, выполненные на клистроне ВГ-009, в кото25 ром в трубе дрейфп между вторым и третьим резонаторами был расположен дпухзазорный резонатор, настроенный на кратные частоты (противофазный на частоте f(, синфазный на частоте 2fr), показы30 вают, что предлагаемое техническое решонио птполяет при сохранении согабаритных характеристик и без упели- чения фокусир/ю цесо магнитного поля значительно увеличить КПД прибора; с 3635 /10 до 56%/

Изобретение относится к электронной технике, в частности к СР. I приборам кли- тртнного гипа Цель изобретения повы КПД и угэе и 1 °ни угтогчипости прибора к самовозбуждению СВЧ-прибор содержит катод 1 трубы дрейфа с установленными в них резонаторами 2 - 4 с кратными частотами коллектор 5 и систему основных резонаторов, состоящую из входного резонатора 6 с вводом СВЧ- энергии 7. промежуточных резонаторов 8 и 9 выходного резонатора 10 с выводом энергии 11 Изобретение позволяет при сохранении мэссогабзритных характеристик и без увеличении фокусирующего магнитного поля значитечьно увеличить КПД прибора с 36-40 до 56% 1 з п Ф лы 4 ил

где ci - ширина зазора взаимодействия, м.

S - расстояние между зазорами взаимодействия, м;

V0 - скорость электронного потока, м/с; (У- рабочая частота прибора, рад/с, удается, во-первых, достигнуть оптимальных условий взаимодействия на рабочей и удвоенной частотах, что позволяет увеличить КПД и, во-вторых, сделать проводимость электронной нагрузки положительной на обоих видах колебаний, тем самым увеличивая устойчивость самовозбуждения. Малые размеры двухза- зорного резонатора позволяют разместить дополнительный резонатор в трубе дрейфа между резонаторами основной частоты существующего соерхмощного СВЧ.лрибора клистронного типа (клистрон ВП-009).Результаты холодных измерений показывают, что такой резонатор реализуем. На фиг. 4 показана экспериментально измеренная зависимость резонансных част от f гп (синфазного) и 1я(противофазного) видов колеФормула изобретения

S + 7d-(1,35-1.5) Ят

S-(1,8-2.4)

Vo ы

где d - осевой размер каждою зазора взаи- модгйствия, м,

S - расстояние между зазорами взаимодействия, м;

2 Прибор поп 1,отличающий тем. что один двухзазорный резонато

V - скорость электронного потока, кратными частотами рабочей и удвоен м/с; ;размещен в трубе дрейфа между резон

cif рабочая частота прибора, рад/с, 5 Рэми рабочей частоты

trrirJ

Фиг 1

2 Прибор поп 1,отличающийся тем. что один двухзазорный резонатор

/б

/, отн,ед

Х--:rj j / --7 -н--.

j 71 , ,

Л

л

л.

ч к

J- -J

50 7,-j fjc ro ./} г-; -,

bjuf , It}его

Фиг.3

4 Л

2л

--:rj j / --7 -н--.

j 71 , ,

Л

л

л.

ч к

J- -J