Штыревая замедляющая система Советский патент 1976 года по МПК H01J23/24 

(54) ШТЫРЕВАЯ ЗАМЕДЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА

1

Изобретение относится к электронным СВЧ приборам, а именно к усилительным приборам М-типа малого и среднего зфовня мощности. Известны различные варианты введения невзанмных поглотителей в усилительные приборы М-типа. В качестве невзаимного поглотителя может использоваться резонансный распределенный ферритовый вентиль, состоящий из ряда отдельных ферритовых элементов , помещенных в областях замедляющей системы с круговой поляризацией магнитного поля. При этом постоянное магнитное поле, в котором работает прибор М-типа, может использоваться для подмагничивания ферритовых образцов.

Свойства подобного венталя можно характеризовать интегральным вентильным отнощением:

N

с- 1 Lo5p)i.

N }

Е (Lnp)t:

Ui

где N - число ячеек, в которых размещены ферритовые элементы; (Lo6p)t затухание сигнала в ячейке замедляющей системы в направлении, обратном распространению сигнала по системе в дБ; (Lnp)i - затухание сигнала в прямом направлении, в дБ..

Известен прибор с бугельной замедляющей системой, в котором отдельные ферритовые элементы располагаются на связках системы вблизи мест крепления связок к бугелям. Такое расположение образцов обусловлено наличием в местах скрешения проводников системы ВЧ магнитного поля с круговой поляризацией. В случае лестничной замедляющей системы экспериментально установлено, что несмотря на то, что все элементы распределенного поглотителя находятся в областях, где ожидалась круговая поляризация магнитного поля, интегральное вентильное отнощение В устройства оказывается невысоким. К тому же, теплоотвод от ферритовых элементов возможен только через поверхность контакта этих элементов со связками, а полоса работы подобного вентиля оказьшается узкой.

Известна также щтыревая замедляюшая система, содержащая штыри, связки и поглотитель СВЧ энергаи, вьшолненный в виде ферритовых BKnazaiшей и металлических пластин, примьпсающих к поверхности ферритовых вкладыщей, перпендикулярной центральной части щтьфя, и соединенных со шгырями. Составляющая магнитного поля в известном устройстве,параллельная направлению постоянного подмагничивания за счет металлизации вкладышей существенно уменьшается. В результате на частотах, близких к частоте ферромагнитного резонанса, наблюдается интенсивное поглощение энергии одного направления и слабое поглощение энергии противоположного направления. При увеличении числа ячеек, занятых ферритовыми вкладыщами, в замедляющей системе наблюдается линейньш рост развязки и вносимых потерь. Подбором соотношения между размерами ферритовыхвкладыщей можно добиться возможности использования магнитного поля усилителя в качестве подмагничивающего. Контакт металлизированной поверхности феррита с бугелями и связками обеспечивает хороший теплоотвод от ферритовыхвкладыщей. Увеличение вентильного отнощения происходит вследствие некоторого изменения структуры поля в области расположения феррита.

Однако значительного эффекта в этом направлении можно достичь лишь при существенном упучшении поляризации СВЧ магнитного поля в этих областях, а поляризация, как показьшает приведенньш анализ, существенно зависит не только от искажения структуры поля металлическими поверхностями, но и от места расположения ферритовых элементов.

Цель изобретения - увеличение коэффициента усиления прибора путем увеличения интегрального вентильного отношения поглотителя.

Это достигается тем, что ферритовые вкладыши удалены от штырей замедляющей системы на расстояние в соответствии с соотнощениями:

0,15 L е 0,3L ,

где Е - расстояние от штыря до вкладьши, L - период замедляющей системы.

На чертеже изображен участок пространства взаимодействия прибора М-типа, образованный катодом 1 и замедляющей системой 2. Элементы 3 ферритового вентиля припаиваются на связках 4 замедляющей системы в местах крепления связок к стержням 5 системы и отстоят от стержней 5 на расстояниях порядка 0,,3 размера периода системы. Сверху на ферритовые элементы наложены металлические пластины 6, которые по поверхности

контакта спаяны с ферритовыми элементами, а также припаяны к стержням 5.

Близость поляризации ВЧ магнитного поля к идеальной (круговой) поляризации можно характеризовать эллиптичность плоскости его поляризации, т.е. отнощением малой оси эллипса, образуемого при вращении вектора магнитного поля, к его большой оси. Экспериментальные исследования и серия проведенных расчетов обнаружили, что максимальная эллиптичность существует в точке, находящейся на расстоянии C 0,2L от бугеля замедляющей системы. При отклонении от этой точки эллиптичность уменьщается и размеры области, в которой ее величина еще удовлетворительна, определяются удалением от бугеля на максимальное расстояние ,3L и минимальное расстояние ,15L.

Таким образом, результаты исследования места расположения ферритовых элементов свидетельствуют о том, что при удалении элементов от бугеля системы существуют ограниченные по размерам области магнитного поля с поляризацией, близкой к круговой. При размещении образцов в укзанных областях возможно достижение наивысших вентильных отношений.

Кроме того, вследствие удаления ферритов из

пространства взаимодействия уменьшается искажение рабочего магнитного поля в пространствевзаимодействия и уменьшается электронная бомбардировка ферритовых элементов.

Формула изобретения Штыревая замедляющая система, содержащая штыри, связки и поглотитель СВЧ энергии, вьшолненный в виде ферритовых вкладышей и металлических пластин, примыкающих к поверхности ферритовых вкладышей, перпендикулярной центральной части щтырей, и соединенных со пггьфями, отличающаяся тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления прибора путем увеличения интегрального вентильного отцощения поглотителя, ферритов ые-вкладыши удалены от штырей на расстояние в соответствие с соотношением:

0,15L i Е «0.3L,

где & - расстояние от щтыря до вкладьщ1а: L - период замедляющей системы.