Замедляющая система типа "лестница" Советский патент 1977 года по МПК H01J23/24 H01J25/50 

ленных участков штырей тонким слоем альсифера 4.

Применение такого поглотитгля позволяет успешно бороться с паразитной обратной связью за счет подавления обратной волны, существование которой связано с явлением переотражений от концов замедляющей системы и от неоднородностей внутрл нее.

Потери, вносимые описанным поглотителем, одина|КО:ВЫ для .прямой и обратной волн. Это является причиной снижения КПД усилителя и его выходной мощности, взаимно связанных друг с другом. Для увеличения выходной мощности iB такой конструкции потребуется увеличение числа каскадов усидителя или же увеличение длины пространства взаимодействия в каждом .каскаде, т. е. увеличение габаритов прибора, а это поведет к снижению КПД усилителя.

Целью изобретения является уменьшение прямых потерь СВЧ-м.ошности в замедляющей системе типа лестница в П-волноводе с поглотителем.

Для достижения указанной цели в стенках волновода выполнены пазы, в которые помещены ферритовые вкладыши, имеющие тепловой контакт с поверхностью пазов, причем оси .симметрии пазов параллельны оси симметрии волновода. Пазы могут быть выполнены пли в боковых, ИЛИ в нижних стенках П-волновода.

С целью улучшения теплоотвода от ферритовых вкладышей с наружиой стороны стенок пазов выполнены каналы для охлаждающей жидкости, повторяющие форму паза.

Предлагаемая конструкция, ,вносяв10%ной полосе частот потери для обратной волны не менее 15 дб, а для прямой - не более 1 дб. обеспечивая при этом приемлемый тепловой режим работы ферритовых вкладышей на высоком уровне мощности, способна решить поставленную задачу.

Возможность получения рабочей температуры ферритов не выше допустимой при некотором заданном уровне выходной мощности обеспечивается рядом конструктивных признаков: возможностью двустороннего охлаждения ферритов за счет их двухстороннего КонтаКта с металлом; возможностью подведения водоохлаждения в непосредственной близости от феррита за счет выбранного месторасположения ферритов, для случая помещения ферритов в пазах нижних стенок волновода - возможностью оптимнзации теплового режима работы ферритовых пластин за счет уменьшения толшины ферритовых вкладышей и увеличения числа их рядов при сохранении неизменной величины потерь в обоих «аяравлениях, т. е. улучшением режима теплоотвода с одновременным уменьшением тепловых потерь СВЧ-мощности на единицу поверхности ф,еррита.

В предлагаемых местах расположения ферритовых пластин поляризация вектора магнитного поля близка к круговой и при рабочих магнитных полях усилителя имеет место ферромагнитный резонанс (ФМР), сопровождаемый интенсивным ноглощением в феррите волны обратного направления и незначительным - волны прямого направления.

На фиг. 1 показана замедляющая система типа лестница в П-волноводе до внесения туда поглотителя, сечение; на фиг. 2 - конструкция поглотителя, размещенного на месте нижних стенок волновода, с разрезом по Л-Л; на фиг. 3 - .конструкция поглотителя, размещенного на боковых стенках П-волновода.

Замедляющая система содержит штыри /, боковые стенки 2 волновода, выступ 3 волновода, нижние стенки 4 волновода. Вместо нижних стенок могут быть вставлены две водоохлаждаемых манжеты 5 (фиг. 2) с тремя (.или более) рядами кольцевых пазов в кал-:дой. Вставляют манжеты так, что они не изменяют ирежнюю конфигурацию пространства волновода с выступом, за исключением того, -что в нижней части волновода образуются узкие пазы. В эти кольцевые пазы по всей длине замедляющей системы вставлены тонкие толш.иной 1 мм ферритовые пластинки 6. Хороший тепловой контакт обеспечивается высокотемпературной пайкой ферритов с манжетой. Так как блок замедляющей системы и манжеты выполнены из меди, имеющей коэффициент теплового расширения (КТР) приблизительно в два раза больше,, чем у феррита, то с целью устранения возникающих в зоне пайки напряжеапй и трещин между ферритом и медной манжетой припаивается компенсатор 7 из медно-молибденового сплава с КТР, равным КТР феррита. С той же целью ферр.итоБое заполнение выполнено из небольших штабиков, а не сплошным кольцом. Высокотемпературное соединение ферритов с -медно-молибденовым сплавом достпгается одним из трех .возможных способов: активным, пайкой с предварительной металлизацией феррита, диффузионной сваркой. Работа ферритовой развязки осуществляется от магнитного поля усилителя Но с применен ем магнитных шунтов 8, сни/кающпх рабочее поле HO в области ферритовых пластин с целью обеспечения условий ФМР.

Конструкция поглотителя, размещенного на боко.вых стенках П-волновода (фиг. 3), работоспособна при меньших значениях уровня моп;ности в усилителе, чем предыдущая, т. к. пмеет меньшие резервы для поддержания нужной темлературы ферритов из-за огра.ни1ченных возможностей увеличения числа рядов при повышенпи уровня мощности в усилителе. Ограничение связано со следующим. При небольших толщинах феррита, порядка 1-2 мм, -получение необходимого для работы развязки невзаимного эффекта достижимо при высоте ферритовых пластин не менее половины высоты выступа в волноводе. С учетом этого конструкция развязки с число м ря.дов ферритов в замедляющей системе более четырех при их расположении напротив выступа и стенки приведет к значительному изменению конфигурации полости волнозода с выступом и соотвегствгнно существенно изменит дисперсионную характеристику и сопротивление связи замедляющей системы. Использование предложенных конструкций позволит улучщить ряд технико-экономических данных усилителей М-типа, а именно увеличить выходную мощность приборов при сохранении габаритов и веса усилительной цепочки прежними, а в случае, если ферритовый поглотитель в замедляющей системе скажется способен заменить функции внещней ферритовой развязки между усилителем и нагрузкой, то и сократить габариты и вес усилительной цепочки. Формула изобретения 1. Замедляющая система типа лестница в П-волноводе с поглотителем для мощных приборов М-типа, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения прямых потерь СВЧ-мощноСти, в стенках волновода выполнены пазы, в которые помещены ферритовые вкладыши, имеющие тепловой контакт с поверхностью пазов, причем оси симметрии пазов параллельны оси симметрии волновода. 2.Система по п. 1, отличающаяся тем, что пазы выполнены в боковых стенках П-волновода. по п. 1, отличающаяся 3.Система выполнены в нижних стенках тем, что пазы П-волновода. 1-3, отличающая4.Система по пп. с целью улучщения теплоотвос я тем, что. да от ферритовых вкладышей, с наружной стороны стенок пазов выполнены каналы для охлаждающей жидкости, повторяющие форму пазов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент США № 2.822.502, «л. 315-3.5, 04.02.58. 2.Патент США № 2.970.242, кл. 315-5.39, 31.06.61. 3.Патент США № 2.947.906, кл. 315-3.5, 02.08.60. 4.В. И. Петроченков. К расчету штыревых замедляющих систем с искусственно увеличенными потерями. - «Электроника СВЧ, 1970, Х2 5.

Г/:г..т