ДВУХРЕЖИМНЫЙ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЙ СВЧ-ПРИБОР Советский патент 1994 года по МПК H01J25/02 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в разработках клистронов, ламп с бегущей волной (ЛБВ) и их гибридов.

Целью изобретения является увеличение мощности и улучшение устойчивости работы прибора.

На фиг. 1 приведена конструкция предлагаемого прибора в виде клистрона; на фиг. 2 - конструкция прибора в виде ЛБВ; на фиг. 3 - прибор, содержащий кольцевые резонаторы с общими торцовыми стенками; на фиг. 4 - конструкция прибора с кольцевыми пассивными резонаторами.

Предлагаемый прибор содержит многолучевую электронную пушку 1, периферийные каналы 2 и центральные каналы 3 для пролета электронов, кольцевые резонаторы 4, тороидальные резонаторы 5, устройство 6 ввода энергии, устройство 7 вывода энергии, зазоры 8 взаимодействия тороидальных резонаторов, зазоры 9 взаимодействия кольцевых резонаторов, щели 10 связи между резонаторами, коллектор 11, общие торцовые стенки 12 между кольцевыми резонаторами (фиг. 3, 4), кольцевые пассивные резонаторы 13 (фиг. 4).

Работа прибора заключается в следующем.

Электронная пушка 1 формирует две группы лучей, которые по каналам 2 проходят в кольцевые резонаторы 4 и по каналам 3 - в тороидальные резонаторы 5, через устройство 6 ввода энергии поступает в кольцевой резонатор 4 и создает в зазоре 9 переменное напряжение, которое воздействует на электронные лучи в периферийных каналах 2. Через щели 10 связи энергия поступает в тороидальный резонатор 5 и в зазоре 8 создает переменное напряжение, которое воздействует на электронные лучи в центральных каналах 3.

Модуляция по скорости, созданная в зазорах 8 и 9, при дальнейшем прохождении лучей через группирующие резонаторы преобразуется в модуляцию по плотности, и в связанных щелью 10 выходных резонаторах 5 и 4 прибора электронные сгустки отдают энергию электромагнитному полю. Эта энергия через устройство 7 вывода поступает в нагрузку. Энергия отработанных пучков рассеивается в коллекторе 11.

В предлагаемом приборе возможны сочетания секций с дискретным (клистроны, фиг. 1) и непрерывным (ЛБВ, фиг. 2) взаимодействием. Могут быть созданы разнообразные гибридные приборы, например ЛБВ на кольцевых резонаторах и клистрон на тороидальных (фиг. 3, 4).

Для осуществления в некоторых из секций режима бегущей волны на концах необходимо выполнить согласованные нагрузки.

В предлагаемом приборе одновременно могут использоваться обе группы лучей в периферийных и центральных каналах или сначала одна, а потом другая.

Например, для режима с малой мощностью можно использовать тороидальные резонаторы, а для режима с большой - кольцевые. Параметры взаимодействия в каналах тороидальных и кольцевых резонаторов можно подобрать так, чтобы получить одинаковый максимальный КПД в обоих режимах. В случае ЛБВ это равенство параметров усиления С для каналов 2 и 3.

По мощности прибор будет превосходить известные, так как в режиме с малой мощностью используется вся площадь взаимодействия тороидального резонатора. Мощность прибора во втором режиме может быть достигнута существенно больше мощности в первом режиме, так как площадь взаимодействия тороидального резонатора больше.

Таким образом, преимущество предлагаемого решения по сравнению с известными заключается в увеличении площади взаимодействия электродинамической системы СВЧ-прибора и в использовании разных площадей взаимодействия для каждого режима его работы.

Применение конструкции прибора (фиг. 3) с общей торцовой стенкой 12 кольцевых резонаторов позволяет обеспечить работу двух независимых приборов - клистрона на тороидальных и ЛБВ на кольцевых резонаторах различного уровня мощности в двух полосах рабочих частот как одновременно, так и поочередно.

Конструкция предлагаемого прибора с кольцевыми пассивными резонаторами 13 (фиг. 4) позволяет улучшить теплоотвод от тороидальных резонаторов: и тем самым улучшить устойчивость прибора к тепловым срывам и увеличить его среднюю мощность.

Для увеличения рабочей полосы частот как для режима большой, так и малой мощности в общих торцовых стенках кольцевых и тороидальных резонаторов могут быть выполнены щели связи. (56) Авторское свидетельство СССР N 784609, кл. Н 01 J 25/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР N 669964, кл. Н 01 J 25/00, 1977.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при разработках клистронов, ламп с бегущей волной и их гибридов. Целью изобретения является увеличение мощности и повышение устойчивости работы прибора. Электровакуумный СВЧ-прибор содержит многолучевую электронную пушку 1, периферийные каналы 2, центральные каналы 3 для пролета электронов, кольцевые резонаторы 4, тороидальные резонаторы 5, устройство 6 ввода энергии, зазоры 9 взаимодействия кольцевых резонаторов, щели 10 связи между резонаторами, коллектор и общие торцовые стенки 12 между кольцевыми резонаторами. Изобретение позволяет повысить устойчивость прибора к тепловым срывам и увеличить его среднюю мощность. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. ДВУХРЕЖИМНЫЙ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЙ СВЧ-ПРИБОР, содержащий многолучевую электронную пушку, устройства ввода и вывода энергии, резонаторную электродинамическую систему с центральными и периферийными расположенными на окружности каналами для пролета электронов и зазорами взаимодействия, отличающийся тем, что, с целью увеличения выходной мощности и улучшения устойчивости работы прибора, электродинамическая система содержит тороидальные и кольцевые резонаторы, имеющие общую торцовую стенку, причем внутренний диаметр кольцевых резонаторов меньше диаметра тороидальных резонаторов, центральные каналы с зазорами взаимодействия тороидальных резонаторов выполнены во внутренних проводниках кольцевых резонаторов, а периферийные каналы с зазорами взаимодействия кольцевых резонаторов расположены на окружности диаметров, большим диаметра тороидальных резонаторов. 2. СВЧ-прибор по п. 1, отличающийся тем, что устройство ввода и/или вывода энергии связано только с кольцевым резонатором, имеющим в общей торцовой стенке с тороидальным резонатором щели связи. 3. СВЧ-прибор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью обеспечения работы в двух полосах рабочих частот с различным уровнем мощности, кольцевые резонаторы выполнены с общими торцовыми стенками и щелями связи на диаметре, большем диаметре тороидальных резонаторов. 4. СВЧ-прибор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью улучшения теплоотвода от тороидальных резонаторов, между кольцевыми резонаторами снаружи тороидальных резонаторов установлены пассивные кольцевые резонаторы, имеющие с кольцевыми резонаторами общие торцовые стенки со щелями связи.