ВСЕСОЮЗЯЛП I ПАТШНО-Т?ХкГлипМ[БИБЛИСТ;-;КА \КЛИСТРОН Советский патент 1970 года по МПК H01J25/11 H01J25/18 

Изобретение относится к электронным ириборам СВЧ, а именно к клистроиам с расиределенным взаимодействием.

Как известно, клистроны, состоящие из резонаторов с расиределенным взаимодействием и нролетных труб, имеют в несколько раз большую полосу пропускаемых частот и на 10-15% больший к.п.д., чем обычные клистроиы, состояидие из одиозазорных резоиатоторов и иролетпых труб. Резонаторы с распределенным взаимодействием могут быть выполпепы, па пример, в виде нескольких одиозазорных резонаторов, соединенных иролетными трубами и имеющих электромагнитиые связи между собой - щели в общей стенке, соединяющей смежные однозазорные резонаторы.

Для работы в резонаторе с распределенным взаимодействием обычно используется один из видов колебаний в полосе пропускания замедляющей системы, близкой к резонансной частоте одиночного контура, причем пролетные угЛы между смежными зазорами подбираются таким образом, чтобы электронный сгусток проходил зазоры одиночных контуров примерно в одинаковой фазе высокочастотного поля (синфазный вид колебаний). Такой выбор обеспечивает увеличение к.п.д. прибора и полосы пропускаемых частот.

Однако резонаторы с раснределеины.м взаимодействием ири иаличии электронного потока могут самовозбуждаться на рабочих и других видах колебаний. Обычно, если резонатор с

раснределенным взаимодействием работает в качестве выходиого или входиого контура, активную нагрузку, вноси.мую СВЧ-трактом в резонатор, выбирают таким образом, чтобы иагруженная добротность резонатора была

достаточно низкой и автогеиераций на рабочей частоте не возннкло. При этом практически ие удается иодобрать такую связь резонатора с линней иередачи, чтобы иагрузнть как рабочий вид колебаний, так и другие виды

колебаний. Поэтому клистроны с распределенным взаимодействием имеют автогенерации на нерабочих частотах. Например, если двухзазорный резонатор работает на синфазном виде колебаиий можно ожидать генерацию

на иротивофазиом и щелевом виде колебаний.

Целью изобретения является устранение

геиерации на нерабочих видах колебаний без

влияния на генерацию на рабочем (синфазиом) виде колебапий и, следовательно, новышеиие устойчивости и к.п.д. клистрона. Для дост жепия этой цели в клистроне с расиределениым воздействием пролетные трубы закреплены на радиальио расиоложенных металлических стержиях, соединяющих середины

ными СВЧ-нагрузками, прикрепленными к корпусу клистрона.

Эти коаксиальные нагрузки, в частности, могут быть выполнены в виде длинной линии, свернутой в поликоаксиальную структуру, у которой наружный и внутренний проводники покрыты поглощающей пастой.

На фиг. I приведена схема предложенного клистрона; на фиг. 2- сечение по А-Л на фиг. 1; на фиг. 3 - мгновенное распределение электрического поля синфазного и противофазного видов колебаний.

Внутри общего цилиндрического корпуса 1 расположен ряд пролетных труб 2, 3, 4 и 5, каждая из которых подвещена на трех металлических стержнях (например, труба 4 - на стерл ;нях 6, 7 и 8). Эти стержни соединяют середину каждой пролетной трубы с согласованной коаксиальной СВЧ-нагрузкой (для пролетной трубы 4 - нагрузки 9, 10 и 11 соответственно) и служат для крепления пролетных труб. Условно можно считать, что по плоскостям, в которых расположены стержни, проходят границы между одиночными резонаторами, входящими в состав резонатора с распределенным взаимодействием, а через иространство между стержнями, лежащими в этой плоскости, осуществляется электромагнитная связь между одиночными резонаторами.

Коаксиальная согласованная СВЧ-нагрузка 9 выполнена в виде длинной линии, сложенной для компактности в поликоаксиальную структуру. Внутренний и наружный проводники 12 линии покрыты поглощающей СВЧ-эиергию альсиферовой пастой. Расстояние между проводниками меняется от относительно большего размера для больщего отвода СВЧ-токов нежелательных видов колебаний до отиосительио малого ( мм) для более интенсивного их поглощения. Дроссель 13 предотвращает проникновение тока рабочей частоты в пагрузку, возможное из-за не совсем точной сборки.

Сплощные стрелки на фиг. 1 и кривая 14 на фиг. 3 изображают мгновенное распределение электрического поля Е синфазного (рабочего) вида колебаний, а пунктирные стрелки и кривая 15 - распределение электрического поля противофазного вида колебаний. Электрическое поле синфазного вида между пролетной трубой 4 и корпусом / в плоскости стержней 6, 7 к 8 меияет направление, т. е. оно равно в этой плоскости нулю. Следовательно, коаксиальные согласованные нагрузки

9, 10 и 11 не оказывают влияиия на синфазный вид колебаний. Другие виды колебаний резоиатора в полосе пропускания замедляющей системы, близкой к резоиансной частоте одиночного контура имеют в плоскости стержией 6, 7 и 8 отличное от нуля электрическое поле и поэтому хорошо нагружаются этими иагрузками.

В плоскости стержней 6, 7 и 8 электрическое поле Противофазного вида проходит через

максимальное значение. Поэтому противофазный вид хорощо связан с нагрузкой. Резонансные виды колебаний резонатора, близкие к резонансу нанряжения на щелях связи также хорошо нагружаются коаксиальными нагрузками, так как согласованные коаксиальные СВЧ-иагрузки включены в разрыв токов контуров щели.

Предмет изобретения

1.Клистрон, содержащий резонаторы с распределенным взаимодействием, состоящие из корпуса и пролетных труб, середины которых прикреплены к корпусу с помощью радиально

расположеииых металлических стержней, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости работы клистрона и к.п.д., металлические стержни соединены с корпусом через коаксиальиые согласованные СВЧ-нагрузки, закреплеииые на корпусе резонаторов.

2.Клистрон по п. 1, отличающийся тем, что коаксиальиые согласованные СВЧ-пагрузки выполпеиы в виде длинной линии, свернутой в поликоаксиальную структуру, у которой наружиый и внутренний ироводники покрыты поглощающей пастой.

fus 2

,