УСИЛИТЕЛЬ М-ТИПА Советский патент 1972 года по МПК H01J25/58 

Изобретение относится к конструкциям электронных приборов, в частности к усилителям Л1-типа. БОЛЬШИНСТВО современных усилителей тИ-типа представляет собой отрезок замедляющей системы, по которому в принципе могут беспрепятственно распространяться волны в обоих направлениях: как от входа прибора к выходу, так и обратно.

Одним из известных способов устранения «прозрачност1И приборов М-типа и устранеПИЯ паразитной обратной связи является разбиение замедляющей системы на две секции с размещением между ними участка дрейфа, на котором на электронный поток не воздействуют СВЧ поля ни одной из секций замел.ляющей системы.

В предлагаемом усилителе М-типа, с целью увеличения ширины рабочей полосы и коэффициента усиления и снижения критичности к питающему анодному напряжению, р-езко увеличена связь через дрейфовый промежуток с помощью не одного, а нескольких чередующихся дополнительных участков дрейфа и элементов замедляющей системы, обеспечивающих модуляцию потока. Входную и выходную замедляющие системы размещают вокруг пространства взаимодействия с взаимным перекрытием таким образом, чтобы их элементы, создающие рабочее поле в пространстве взаимодействия, взаимно чередовались друг с другом и дополнительными участками дрейфа, последовательно размещенными вдоль замедляющей системы. При таком размещении связь через каждый из участков дрейфа будет суммироваться в выходной секции. Необходимое условие для этого - согласованность дисперсионных свойств обеих систем на всем промежутке чередования участков дрейфа и связи.

На фиг. I представлена схема предлагаемого усилителя; на фиг. 2 показано конструктивное решение усилителя.

Приняты следующие обозначения (см. фиг. 1): замедляющая система / входной секции усилителя; замедляющая система 2 выходной секции усилителя; элементы 3 замедляющих систем, связанные с пространством взаимодействия (ламели); дополнительные участки 4 дрейфа; входной вывод 5 энергии усилителя; выходной вывод 6 энергии; дополнительный вывод 7 энергии с конца выходной секции для установки дополнительной согласованной нагрузки, поглощающей мощность, отраженную от выходного тракта и вывода 6; балластный вывод 8 энергии входной секции; экранировка 9 для предотвращения взаимной электродинамической связи между системами / и 2; катод или отрицательный электрод W (в случае применения несплошного покрытия на катоде или инжекции электронного пучка

на отдельных участках пространства взанмодействня); изоляторы 11 (см. фиг. 2) механического крепления двухсвязочных (полосковых) систем 12 и 13; отверстия 14 для жидкостного охлаждения систем 12 и 13; индуктивные и емкостные элементы 15 компенсации неоднородности в системах 12 и 13; элемент 16 для предотвращения паразитной обратной связи но электронному потоку между входом и выходом усилителя (коллектор, дефокуоируюш,ее устройство, участок без эмиссии с катода и т. д.).

Усилитель работает следующим образом.

При подведении входного сигнала к входу 17 прибора во входной замедляющей системе 12, согласованной при помощи нагрузки 18, устанавливается режим бегущей волны и ее усиления. На участке, где ламели систем 12 и 13 чередуются между собой и участками дрейфа 19, электронный поток, модулированный усиленным сигналом входной секции (системе) 12, обеспечивает одновременно как передачу сигнала от систем 12 и 13, так и его усиление в системах 12 и 13.

Входная секция (система) 13 в своей выходной (регулярной) части является типичным усилителем мощности. О:Иа так же, и входная, согласована на обоих выводах 20 и 21. В нагрузке вывода 21 выделяется отрал енная от выходной нагрузки и вывода 20 мощность. Замедляющие системы 12 и 13 - типа двупроводной линии (двух связок), шунтированной реактивностями ламелей 22 и изоляторов 11 механического крепления связок в пространстве.

Неоднородности в системах /2 и / в участках дрейфа из-за отсутств(ия ламелей могуг быть при необходимости скомпенсированы специально вводимыми подстроечными элементами, например, типа 15. Обе связки замедляющих систем 12 и 13 охлаждаются путем подведения охлаждающей жидкостью и к каналам (отверстиям) 14 охлаждения в их тела. Жидкость может подводиться либо через выводы 17, 18, 20, 21, либо через изоляторы //. Как видно из фиг. 2, замедляющие системы 12 и 13 размещены на различной

высоте вдоль оси и разделены экранирующим элементом 23 ко рпуса прибора. С этим же экранирующим элементом соединены элементы, не несущие на себе СВЧ потенциала: 5 участки дрейфа 19 и выходной коллектор.

В конструкции, показанной на фиг. 2, ламели охлаждаются путем теплопроводности на связки. При необходимости они также могут иметь обычную жидкостную систему охлаждения из каналов 19.

Кроме применения коллектора на выводе 20, задача разрыва паразитной Обратной связи по электронному потоку между выводами 17 и 20 может быть решена и другими способа ми: применением дефокусировки на этом участке, устранением покрытия катода 24 эмиттером в окрестности вывода 20 и т. д.

Для нормальной работы прибора необходимо, чтобы условия синхронизма вынолнялись при заданном общем анодном напряжении как иа однородных участках входной и выходной систем, так и на участке их взаимного перекрытия. Это обстоятельство не ограничивает нрименение систем, имеющих различное волнОВое сопротивление, и может облегчить получение высоких коэффициентов усиления. Другой дополнительной мерой такого же характера является применение во входиой части прибора инл :ектированного электронного потока или первично-эмиссионного катода с температурноограниченной эмиссией.

Предмет изобретения

Усилитель М-типа, содержащий разомкнутую замедляющую систему, расположенную вокруг пространства взаимодействия и разделенную 1на сввди1и, и участок дрейфа, отличающийся тем, что, с целью увеличения ширины рабочей полосы и коэффициента усиления, экранированная одна от другой секции замедляющей системы размещены с взаимным перекрытием так, что элементы одной из них расположены между элементами другой, причем в указанный участок перекрытия введены дополнительные участки дрейфа. Ч g I Г7 p-V- и: I и-И(fs3 катода ) . I