ЭЛЕКТРОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ СВЧ Советский патент 1967 года по МПК H01J25/587 

Изобретение относится к области электронных СВЧ-приборов со скрещенными полями (М-типа).

В настоящее время для увеличения коэффициента усиления приборов со скрещенными полями используют «плавное или «скачкообразное программирование пространства взаимодействия, суть котрого состоит в прижимании электронного потока к высокочастотному полю на входном участке прибора. Такое программирование применялось до сих пор в приборах с линейными или цилиндрическими электродами в плоскости, перпендикулярной к направлению постоянного магнитного поля.

Предложенный электронный усилитель СВЧ со скрещенными полями, содержащий несколько не связанных по СВЧ-полю многорезонаторных секций в виде анодных блоков магнетрона (или платинотрона), расположенных соосно в направлении движения электронного потока, отрицательный цилиндрический электрод («холодный катод) и вынесенную из пространства взаимодействия электронную пущку магнетронного типа, отличается от известных тем, что, с целью значительного новыщения коэффициента усиления, в нем используется «скачкообразное программирование пространства взаимодействия в осевом направлении (в направлении постоянного магнитного поля). Многорезонаторные секции

усилителя экранированы одна от другой с помощью соосных металлических дисковых диафрагм, а цилиндрический электрод или его секции могут иметь эмиттирующее покрытие с целью увеличения выходной мощности.

На чертеже приведено схематическое изображение одного из вариантов устройства предложенного усилителя.

Анодный блок усилителя состоит из трех цилиндрических многорезонаторных секций 1-3 магнетронного или платинотронного типа. Входная секция /, на которую подается усиливаемый сигнал, и промежуточная секция 2 служат для группирования электронов. Выходная секция 3 предназначена для отбора энергии от сгруппированного электронного потока. Между анодными секциями помещаются металлические экранирующие диафрагмы 4 и 5, обеспечивающие отсутствие связи по высокочастотному полю между анодными секциями, что необходимо для предотвращения сомовозбуждения усилителя. Он имеет вынесенную из пространства взаимодействия электронную пушку 6 магнетронного типа, а также цилиндрический электрод, который быть расчленен на отдельные секции 7-9. Для увеличения выходной мощности отдельные секции отрицательного цилиндрического электрода могут иметь эмиттирующее покрытие 10.

Коллектор 11 для собирания отработанных электронов.

Секции анодного блока имеют различные диаметры пространства взаимодействия, возрастающие в направлении движения электронного потока, и находятся нод различными постоянными потенциалами, скачкообразно увеличивающимися в направлении от входа к выходу усилителя, что необходимо для обеспечения постоянства напряженпости электрического поля Е во всем пространстве взаимодействия. Секции цилиндрического электрода находятся под одинаковыми пли близкими отрицательными потенциал а:,и.

Усилитель работает следующим образом. Электронный поток во входной секции /, работающей в режнме, близком к критическому, прижимается к поверхности замедляющей системы, благодаря чему требуется небольшая величина входного сигнала, необходимого для эффективного группирования электронных сгустков, что приводит к резкому возрастанию величины коэффициента усиления. Частично промодулированные электронные сгустки, ке оседая на входной опорной секции 1, поступают в промежуточную секцию 2 усилителя, где происходит дальнейшее уплотнение электронных сгустков. Далее электронные сгустки поступают в выходную секцию 3 усилителя, в которой происходит отбор высокочастотной энергии от сгруппированного электронного потока. Выходная секция работает в режиме, далеком от критического, как, нанример, в магнетронах или платинотронах, благодаря этому обеспечивается высокий к. п. д., свойственный приборам типа М.

Для обеспечения высокого коэффициента усиления входная анодная секция 1 должна быть согласована с входным трактом, а подавление самовозбуждения этой секции (как и промежуточной, не связанной с нередающнми линиями) может обеспечиваться путем

уменьшения продольных размеров секций в направлении постоянного магнитного ноля В. Для предотвращения самовозбуждения выходной секции должна обеспечиваться сильная связь резонаторной системы с внешним трактом.

Оннсанный электронный усилитель позволяет получить высокий коэффициент усиления при сохранении высокого к. п. д., свойственного приборам со скрещенными полями.

Предмет изобретения

1. Электронный усилитель СВЧ со скрещенными полями, содержащий несколько не связанных но СВЧ-нолю мпогорезонаторных секций в виде анодных блоков магнетрона (или платинотрона), расположенных соосно в направлеини движения электронного потока, цилиндрический электрод, установленный по оси устройства, и вынесенную из пространства взаимодействия электронную пушку магнетронного типа, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента усиления, последовательные многорезонаторные секции, находящиеся под разными нотенциалами, имеют скачкообразно увеличивающиеся диаметры пространства взаимодействия в направлении от входной к выходной многорезонаторным секциям, и экранированы одна от другой с помощью соосной металлической дисковой диафрагмы с диаметром отверстия, равным или превышающим меньший диаметр пространства взаимодействия любой из двух носледовательных разделяемых секций, а цилиндрический электрод расчленен в осевом направлении на секции, длина каждой из которых равна длине соответствующей секции анодного блока.

2. Усилитель СВЧ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения выходной мощности, цилиндрический электрод имеет эмиттирующее покрытие.