Генератор дифракционного излучения Советский патент 1982 года по МПК H01J25/00 

pOHHoro пучка сеточными структурами, причем одно из смежных зеркал содержит низкочастотный ввод энергии.

Кроме того, все элементы электродинамической системы такого прибора могут быть выполнены в виде тел вращения вокруг оси пучка.

На чертеже схематично изображен предлагаемый генератор дифракционного излучения.

Резонансная электродинамическая система такого прибора выполнена в виде двух связанных, симметрично расположенных относительно оси прибора открытых резонаторов (ОР)1. Каждый из резонаторов 1 образован двумя зеркалами 2, 3, одно из которых 2 имеет волноводный или квазиоптический ввод энергии, рассчитанный на частоту я0, и является подвижным, а второе 3 выполнено вогнутым и имеет низкочастотный ввод энергии, рассчитанный на частоту со. На зеркалах 3, перпендикулярно оси резонаторов 1, установлены прозрачные для дифракционного излучения частоты пи сетки 4, а в центральной части смежных зеркал 3 нанесены полупрозрачные дифракционные решетки 5. Сетки 4 и отражающие поверхности зеркал 3 на «низкой частоте ш образуют резонансные объемы (объемные резонаторы) 6, которые связаны между собой емкостными зазорами 7 со щелями связи 8. Емкостные зазоры 7 могут быть выполнены например, в виде сеток, прозрачных для электронов и являющихся экраном для электромагнитного поля объемных резонаторов 6. Пространство, образованное емкостными зазорами 7 и дифракционными решетками 5, пронизывается электронным пучком 9, сформированным пушкой 10 и отражателем 11.

Смежные зеркала 3 резонаторов 1 могут быть выполнены также в виде симметрично усеченной фигуры вращения со смежными плоскостями сечений меньшего радиуса, между которыми расположена периодическая структура в виде двух дифракционных решеток, зеркально симметричных относительно оси резонаторов в параллельных ей плоскостях. Кроме того, все элементы электродинамической системы такого прибора могут быть выполнены в виде тел вращения вокруг оси пучка. В этом случае два связанных ОР 1 трансформирукзтся в один коаксиальный ОР, внутренним проводником которого является общий резонансный объем 6, образованный вращением вокруг оси пущка-отражатель сеток 4, зеркал 3 и дифракционных решеток 5. Дифракционные решетки 5 трансформируются в кольцеобразную периодическую структуру, через которую пропускается цилиндрический сходящийся электронный пучок 9.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Резонансные объемы 6, рассчитанные на частоту со, запитываются через вывод

энергии одного из смежных зеркал 3 сигналом этой частоты, стабилизированным кварцем или другим высокостабильным эталоном. В пространство взаимодействия, образованное связанными ОР 1 и объемными резонаторами 6, вводится электронный пучок 9, сформированный пушкой 10 н отражателем И. При нролете нучка 9 через емкостные зазоры 7 резонансных объемов 6 в нем возникают высшие гармоники тока,

соответствующие частотам ясо. Если частота одной из этих гармоник окажется близкой частоте, на которую настроены ОР 1 и рассчитаны дифракционные решетки 5, то в ОР 1 возбуждается дифракционное излучение на этой частоте.

Благодаря наличию отражателя 11 электронов такой прибор может работать также в автономном режиме. В этом случае

электродинамическая система объемных резонаторов с емкостными зазорами 7 и нучком электронов 9 работает аналогичн) отражательному клистронному умнол ит( лю частоты, а ОР 1 и дифракционные ptшетки 5 возбуждаются гармониками тока на частоте одной из гармоник генерации. При выполиенни электродинамической системы прибора, коаксиально-симметричной относительно оси пушка 10 - отражатель

И, генератор работает аналогичным обр(зом, как и в указанных выше двух сл чаях.

Предлон енное усоБс;и:енстзование генератора открывает принципиально новые

возможности в получении колебаний миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн повышенной стабильности частоты. В нем снимаются ограничения, присущие приборам с резонансными колебательными системами в виде объемных резонаторов (клистронные умножители частоты) .

Иснользование в таком устройстве резонансных объемов, образованных отражающими поверхьюстями смежных зеркал и экранами, выполненными в виде сеток, прозрачных для дифракционного излучения и непрозрачных для поля «низкой частоты, позволяет получить на выходе прибора более высокостабильный сигнал, чем в известном устройстве. Кроме того, осуществле не модуляции пучка электронов сигналом «низкой частоты позволяет при переходе к более коротким длинам волн работать при меньших ускоряющих напряжениях и токах, чем в известных устройствах дифракционной электроники, что значительно снижает потребляемую мощность

прибора.

Формула изобретения

Генератор дифракциониого излучения по авт. св. № 593589, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты и уменьшения потребляемой мощности прибора, на смежных зеркалах перпендикулярно оси резонаторов, установлены прозрачные для дифракционного излучения сетки, а резонансные объемы, образованные сетками и отражающими поверхностями этих зеркал, связаны между собой

емкостными зазорами, образованными пересекающими ось электронного пучка сеточными структурами, причем одно из смежных зеркал содержит низкочастотный ввод энергии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

L Авторское свидетельство СССР № 593589, кл. Н 01J 25/00, 1976 (прототип).