Переходное устройство для согласования многорядной встречно-штыревой замедляющей системы Советский патент 1993 года по МПК H01J23/36 

3

S

CN

Н

Изобретение относится к радиоэлектронной СВЧ, а именно к переходным согласуюа им устройствам, осуществляющим связь и согласование замедляющей системы с передающей аолноводной линией, и может быть применено в СВЧ-приборах с Тутительным взаимодействием, фильтрах и других СВЧ-устройствах, использующих в качестве электродинамических систем многоряднб1е встречно-штыревые замедляющие-сйстемы,

-Известн ые широкополосные согласующие устройства для oдl opядныx замедляющих систем штыревого типа; пригодные к. использованию и в случае многорядных штыревых систем, представляющие собой секцию, выполненную из элементов принципиально той же конфигурации, что и s .замедляющей системе, но монотонно из 1еияюЩихся по высоте, расположены в области прохождения электронного потока, что нежелательно, так как приводит к снижению коэффициента уси71ения, s случае усилительного прибора, либо к уменьщению вь ходной мощности в случае генератора.

. Известны согласующие устройства, вынесенные из пространства взаимодействия и выполненные либо в виде непосредственного перехода оконечных штырей каждого ряда замедляющей системы;в возбуждающие штыри в передающей волноводной линии, либо 3 виде оконечных штырей замедляющей системы, переходящих в многорядный гребень 3 волноводной линии, плавно понижающийся по высоте; Однако .эти устройства имеют ограниче}5ный частотный диапазон согласования.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению является щирокополосное согласующее устройство, расположенное вне пространства взаимодействия перпендикулярно продольной оси и штырям замедляющей системы и выполненное из штырей той же конфигурации, что и в. замедляющей системе, но постоянно уменьшающихся по высоте по направлению к аолноаодной передающей линии. Такое устройство мохет быть использовано только для многорядных штыревых систем с перисдом, равным, расстоянию между рядами штырей, в противном случае штыри в переходном устройстве в месте подсоединения к замедляющей системе перекроют путь электронному потоку. Однако в СВЧ-прибоpax коротковолнового диапазона длин волн применяются в основном многорядные системы, расстояние между рядами которых finnbiue пепиола.

Цзлью изобретения является обеспечение согласования замедляющих систем произвольного соотношени;5| периода и расстояния между рядами при сохранении широкополосности.

Эта цель достигается тем, что переходное устройство для согласоаания многоряднрй встречно-штыревой замедляющей системы с волноводной передающей линией, расположенное вне пространства взаимодействия и содержащее участок с монотонно yмeньшaющv1миcя по высоте в сторону передающей линии штырями, име.ет наклонный участок, состоящий из элементов, идентичных по форме и параллельных штырям замедляющей системы, расположенный в месте соединения согласующего устройства с замедляющей системой в плоскости, параллельной рядам системы.

Наличие в согласукзщем устройстве наклонного участка, представляющего собой деформированную замедляющую систему, позволяет вынести участок с монотонно изменяющимися по высоте штырями, обеспечивающий широкополосность согласования, из области прохождения электронного потока без нарушения ширины полосы согласования. Расположение н.аклонного участка в плоскости, параллельной рядам штырей, позволяет осуществить этот вынос без перекрытия пути электронному потоку в месте п-одссэдинения согласующего устройства к замедляющей системе, имеющей произвольное соотношение периода и расстояния между рядами.

Для достижения наилучшего согласования угол наклона участка должен выбираться в пределах 30-60°, а высота, период штырей и длина наклонного участка выбираться из следующих соотношений;

hi + h2

,

h; ti

cos a

где hi - высота боковых поверхностей штырей наклонного участка:

h - высота штырей замедляющей системы;

1 - период штырей з замедляющей системе;

li - период1итырей на наклонном участке;

L - длина наклонного участка; Л-длина золны в замедляющей системе.

Расположение сконечяого участка со штырями уменьшающейся высоты ие принципиально, он может продолжать по направлению наклонный участок со штырями постоянной высоты илА располагаться параллельно основной замедляющей системе в зависимости от требований к габаритам прибора и от его конструктивных особенностей.

На фиг.1 схематически изображено предложенное переходное устройство для согласования пятирядной встречно-штыревой замедляющей системы пластинчатого типа, продольный разрез в плоскости рядов штырей; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

На чертежах приняты следующие обозначения:

1- основная замедляющая система,

2- наклонный участок а переходном устройстве,

3-участок с изменяющимися Г50 высоте штырями, ..

4 - волноводная передающая линия. Переходное устройство работает следующим образом. Так как подсоединенный к ссновной замедляющей системе 1 участок 2 устройства представляет собой фактически повернутую на некоторый угол основную замедляющую систему, то поверхностная электромагнитная .волна отклоняется без заметных искажений в переходное устройство, при этом расположение устройства не мешает прохождению электронного потока в пространстве взаимодействия. Выбор угла наклона дереходнсго устройства в пределах 30-60 позволяетосуществить передачу гиощности в переходное устройство без значительных отражений, а выполнение соотношения для периода и высоты штырей в .переходном устройстве позволяет сохранить дисперсионные свойства и ширину поФорму ла изобретения

1. ПЕРЕХОДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОГЛАСОВАНИЯМНОГОРЯДНОЙ

ВСТРЕЧНО-ШТЫРЕВОЙ ЗАМЕДЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ с волноводной передающей линией, содержащее .участок с монотонно уменьшающимися по высоте штырями в сторону .передающей линии и расположенное вне пространства взаимодействия, отличающееся тем, что, с целью обеспечения согласования замедляющих систем произвольного соотношения периода и расстояния между рядами при сохранении шмрокополосиости, оно имеет наклонный участок, состоящий из элементов, идентичных по форме и параллельных штырям замедляющей системы, расположенный в месте соединения согласующего устройства с замедляющей системой а

лосы частотного диапазона устрО.с:ол и: участке 2 с наклоном.

При дальнейшем распространении электромагнитной волны через участок 3 с изменяющимися по высоте штырями происходит широкополосная трансформация волнового сопротивления замедляющей системы в волновое сопротивление передающей волноводной линии 4. Таким образом, поток мощности из замедляющей системы 1 переходит в волноводную передающую, линию 4 при низком уровне КСВН а широкой полосе частот.

Пхэдключение наклонного участка, обеспечивающего расположение участка 3 с уменьшающимися штырями ане пространства взаимодействия, где сняты ограничений со ctopOHbi электроники на длину переходного устройства, не ухудшает качества согласования. Больше того, оно может быть улучшено в случае .необходимост /; за счет увеличения длины участка 3.

Применение предложенного переходного устройства в многолучевых СВЧ-приборах, использующих многорядные естречно-штыревые затиедляющие системы, позволит добиться улучшения качества согласования, что а незначительной мере определяет характеристики прибора в целом: рабочую полосу частот, выходную мощность, устбйчивость работы и КПД. (56) Патент США 3414756. кл. 315-35, 1965.. .

Патент Великобритании М 943865. кл. Н 1 D. 1961.

Патент США 2588598, кл. 315-3.6, 1959...40 2. Устройство ПО п.1, отличающееся тем, -что, с целью наилучшего согласования, угол наклона участка лежит s пределах 30 - 60, а высота, период штырей, длина наклонного участка выбираются из

45 соотношений

cose

,де hi и h2 - высота боковых поверхностей штырей наклонного участка;

50

h - высота штырей замедляющей системы;:

i - период штырей в замедляющей системе:

li - период штырей на наклонном участ55ке:

L - длина наклонного участка: А - длина вдлны в замедляющей системе:

Фиг/ ААлодернушо

... -..

& S3 ш Si еяез

Ез SS са D га аQ

3 Ш Q SI 3 яЕЗ

т я ш тт

Ез а Еа шЕз

Ф1/г2