Двухзазорный цилиндрический резонатор для клистрона Советский патент 1980 года по МПК H01J23/22 H01J25/10 

1

Изобретение относится к области электронных приборов СВЧ о-типа, преимущественно к усилительным клистронам.

Известны усилительные пролетные клистроны 1, имеющие ограниченные возможности расширения полосы пропускания и увеличения КПД 1.

Известны также усилительные клистроны с двухзазорными цилиндрическими резонаторами, работающими на противофазном виде колебаний. В боковой поверхности резонаторов закрепляются радиальные стержни, заканчивающиеся втулками с отверстиями для прохождения электронного луча 2.

Высокочастотные зазоры расположены между втулками и торцовыми крышками резонаторов.

Недостатком таких клистронов является то, что каждый из применяемых в них резонаторов представляет собой однорезонаторный клистронный генератор, возбуждаемый на синфазном видё колебаний при выполнении условия баланса фаз.

Й(4-+)М,(1)

где f,- расстояние между центрами

зазоров;

- длина волны колебаний в резонаторе вида foio- Я. 1,31D ;

D

- внутренний диаметр резонатора;

V

/ -р -т- отношение, скорости электронов к скорости света;

п О, 1, 2, 3...

Условие (1) является необходимым, но не достаточным для, возникновения автоколебаний, так как должно выполняться также О условие баланса амплитуд:

О 2.,о

н о1:гЬе:ГЬ--(2)

PM QSinQp

-нагруженная добротность резогде Q натора на синфазном виде колебаний;

RA

15

-сопротивление луча;

Я - волновое сопротивление резонатора на синфазном виде колебаний;

М

-коэффициент взаимодействия электронов с полем в одиночном

20

виде колебаний;

е, е

- углы пролета между центрами зазоров на синфазном виде колебаний в электронных и ллазменных длинах волн соответственно.

Синфазный вид колебаний может отличаться по частоте от рабочего противофазного вида на октаву и более, но возникшие автоколебания на этомвиде могут существенно ухудшить или сделать невозможной работы на основном виде, особенно при больших уровнях мо цности. Центральный стержень с втулкой не оказывает сушественного влияния на частоту этого вида колебаний, так как расположен перпендикулярно к электрическим силовым линиям.

Целью изобретения является уменьшение паразитного самовозбуждения на синфазном виде колебаний в усилительном клистроне с двухзазорными цилиндрическими резонаторами, работающим на противофазном виде колебаний.

Эта цель достигается тем, что в резонатор введен по крайней мере один продольный стержень, расположенный между крышками втулкой и цилиндрической поверхностью резонатора.

На фиг. 1 показано продольное, а на фиг. 2 - поперечное сечения клистрона.

Пролетный клистрон состоит из резонаторного блока 1, катодной ножки 2 и коллектора 3. Резонаторный блок состоит из цилиндрических резонаторов 4, в боковой стенке которых укреплен центральный стержень 5 с втулкой б для прохождения электронного потока. Во входном резонаторе расположен ввод энергии 7, а в выходном - вывод энергии 8. Стержни 9 расположены между крышками 10 резонаторов у боковой стенки в плоскости, проходящей через ось прибора.

Паразитный синфазный вид колебаний

имеет максимальную концентрацию силовых

.линий вблизи цилиндрической поверхности

резонаторов. Благодаря этому на поверхности стержней на паразитном виде колебаний возникают токи- существенно снижая его добротность и препятствуя возникновению паразитной автогенерации. Магнитные

силовые линии рабочего вида колебаний концентрируются вблизи центрального стержня резонатора, и стержни не нагружают рабочий вид.

Введение стержней, расположенных между крышками резонаторов у боковой стенки

в плоскости, проходящей через ось прибора, устраняет паразитное самовозбуждение на синфазном виде колебаний, и дает возможность осуществить работу усилительного клистрона на противофазном виде колебаний.

Формула изобретения

Двухзазорный цилиндрический резонатор для клистрона, рассчитанный на противофазный вид колебаний, содержащий центральную втулку с отверстием для пролета электронов, укрепленную на радиальном стержне, отличающийся тем, что, с целью уменьшения паразитного самовозбуждения на синфазном виде колебаний, в него введен по крайней мере один продольный стержень, расположенный между втулкой н цилиндрической поверхностью резонатора. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 202339, кл. Н 01 J 25/10, 1941.

2.Лебединский С. В. и др. Мощный усилительный клистрон непрерывного действия с электростатической фокусировкой.«Специальная радиоэлектроника, сер. «Электроника СВЧ, 1970, № 6, с. 3-11 (прототип) .

V Si: Siais;-;:- s-5:.;i-. W

Г

Фиг. 2