ЛАМПА БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ Советский патент 1970 года по МПК H01J25/38 

Изобретение относится к области электронных приборов СВЧ типа «О, а именно к устройствам ламп бегущей волны (ЛБВ) с полым электронным потоком, фокусировка которого осуществляется однородным периодическим либо реверсивным магнитным нолем с замедляющей системой типа цепочки связанных резонаторов.

Анализ характеристик известных ЛБВ с фокусировкой полых электронных потоков периодическими и реверсивными магнитными нолями показывает, что для обеспечения

больщой трубчатости пучка h ,8 (где

max

fmiti - минимальный внутренний радиус потока, Гтах - максимальный наружный радиус электронного потока) и одновременно высокой устойчивости его фокусировки, для существенного упрощения системы правильного ввода потока в магнитное поле При высоких значениях комнрессии в нущке предпочтительнее создать приборы с полной экранировкой катода и дополнительным радиальным электростатическим нолем.

Для создания дополнительного радиального электростатического поля должны быть использованы в ЛБВ замедляющие системы с внутренними электропроводными элементами, на которые можно подвести соответствующий

электростатический потенциал по отнощению к внещним аксиально-симметричным элементам замедляющей системы. В качестве та.ких замедляющих систем могут быть применены системы коаксиального типа с дисками на внутреннем, наружном или на обоих проводниках коаксиала. Однако они обладают рядом существенных недостатков, в частности: коаксиальные системы с

дисками на внутреннем проводнике имеют узкий зазор взаимодействия, что ограничивает возможность формирования интенсивных электрон ых потоков из-за малой электрической прочности структуры, а также затрудняет применение периодической (либо реверсивной) магнитной фокусировки трубчатого потока с увеличенными значениями радиальных пульсаций его границ; коаксиальные системы с дисками на внутреннем либо на

обоих проводниках имеют значительный радиус зазора взаимодействия, в связи с чем эти системы склонны к возбуждению на высщих типах волн. Цель изобретения - создать конструкцию

ЛБВ с полым электронным потоком, формируемым периодическим либо однородным магнитным нолем при экранированном от магнитного поля катоде, которая обеспечивала бы увеличение пространства взаимодействия, 3 вания границ полого электронного потока и соответственно увеличение выходной мощности, .К.-П.Д. и устойчивости работы прибора. Для этого используют ЛБВ с замедляющей системой типа цепочки связанных резолато-5 ров с индуктивными ш,елями связи и с полым электронным потоком, формируемым периодическим реверсивным либо однородным магнитным полем и дополнительным радиальным электростатическим полем при полной магнит-ю ной экранировке катода пушки. В такой ЛБВ вдоль оси замедляющей системы, диафрагмы которой имеют увеличенный диаметр отверстий для пролета электронов, устанавливается диэлектрический стер-15 жень с проводящей спиралью, расположенной на его поверхности, закрепленный на торцах прибора, причем спираль может быть выполйена из провода или полой трубки. На чертеже схематически изображена кон-20 струкция описываемой ЛБВ. Лампа состоит из замедляющей системы типа цепочки связанных резонаторов, выполненной в виде диафрагмированного волновода 7 с двум.я щелями 2 и 5 связи в каждой25 диафрагме 4, смещенными на 90° относительно соседних диафрагм 5 и б. Полый электронный поток фор ируется электронной пущкой 7, отработанные электроды принимаются коллектором 8. Для ввода и выводаЗО высокочастотной энергии преднааначены входной 9 и выходной 10 волноводы. Электронный поток фокусируется фокусирующей системой .//. Вдоль оси диафрагмированного волновода,35 в диафрагмах 4-6 которого имеются отверстия 12 с увеличенным диаметром для пролета электронов, установлен диэлектрический стержень 13 с намотанной иа нем виток к витку спиралью 14. Такая спираль может40 быть выполнена из провода либо трубки любого геометрического сечения, из металла (серебро, медь, никель, молибден, вольфрам и т. д.), покрытого тонким изолирующим слоем, навитого на диэлектрический стержень45 из материала с высокой теплопроводностью, например из бериллиевой керамики, укрепленеой на торцах ЛБВ. Число индуктивных щелей связи в диафрагмах и их конфигурация могут быть различны,50 например две щели, одна и т. д. Замедляющая система - диафрагмированный волновод может также отличаться формой отдельного резонатора. В описанной ЛБВ с помощью расщиренно-55 го .пролетного канала в замедляющей системе и установленного в нем осевого стержня, обеспечивающего подведение дополнительного 4 радиального электростатического поля для формирования полых электронных потоков, можно достигнуть улучшения энергетических характеристик и уменьшения критичности параметров электронного пучка, так как спираль, введенная вдоль оси пролетного канала, слабо связана с основной замедляющей системой и вносит лишь незначительные .возмущения в электродинамические характеристики диафрагмированного волновода (диспер: сию и зависимость сопротивления связи от частоты). Как следует из экспериментальной проверки, описанная замедляюн ая система при заС „ медлениях может обеспечить полосу пропускания частот ( - )х 15-30%. f При этом минимальная величина .сопротивления связи во всей полосе пропускания частот достигает величины с 4-11 ом. Параметры описанных выше замедляющих систем обеспечивают создание мощных импульсных ЛБВ с полым электронным потоком, формируемым однородным либо периодическим магнитным полем совместно с дополнительным радиальным электростатическим полем пр,и значительном микропервеансе электронного потока, Предмет изобретения 1. Лампа бегущей волны (ЛБВ), содержащая замедляющую систему типа цепочки связанных резонаторов с индуктивными щелями связи, выполненную, например, в виде диафрагмированного волновода с двумя щелями связи в каждой диафрагме, смещенными на 90° относительно соседних диафрагм, а также электронную пушку, создающую полый электронный поток, формируемый периодическим, реверсивным либо однородным магнитным полем и дополнительным радиальным электростатическим полем при полной магнитной экраяиров-ке катода пушки, отличающаяся тем, что, с целью увеличения выходной мощности, к.п,.д. и устойчивости работы прибора, вдоль оси замедляющей системы, имеющей диафрагмы с увеличенным диаметром отверстий для пролета электронов, установлен диэлектрический стержень с проводящей спиралью, расположенной на его поверхности, закрепленный на изоляторах, на торцах прибора. 2. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что спираль выполнена из провода или полой трубки.