Клистрон Советский патент 1982 года по МПК H01J25/10 H01J23/18 

(54) КЛИСТРОН

Изобретение относится к электронной технике, а более конкретнс к конструкции усилительного клистрона.

Известен клистрон, в котором узлы объемного резонатора изготовлены кз бескислородной меди. Объемные резонаторы состоят из корпуса и торцовых стенок с размещенными в них пролетными трубами 1.

При относительно большой средней мощности клистрона объемные рез.онатоЕЫ могут нагреваться как от потерь СВЧ-мощности в стенках резонатора,, так и вследствие частичного оседания электронного потока в пролетных трубах. Нагрев резонаторов может привести к проплавлениям концов пролетных труб, деформациям стенок и изменениям резонансных частот резонаторов.

Для уменьшения нагрева резонаторов применяется принудительное жидкостное или воздушное охлаждение.

Известен также клистрон, включающий объемные резонаторы с торцовыми стенками и размещенными в них пролетными трубами. С целью повышения стабильности выходных параметров участки пролетных труб, выступающие

внутрь резонаторов, имеют кольцевой паз, расположенный концентрично оси прибора, проходящей от конца трубы до охлаждае 1Х элементов резонаторов. А наружная часть пролетной трубы выполнена из метериала с низким коэффициентом линейного расширения, например из молибдена 2.

Такая биметаллическая конструкция

10 пролетных труб обладает все же значительной толщиной торцовых стеиок, а разность коэффициентов линейного расширения разнородных метгшлов приводит к дополнительньм механичес15ким напряжениям стенок резонаторов. Наличие кольцевого паза увеличивает площгщь емкостного зазора резонатора, что приводит.к уменьшению его волнового сопротивления и, соответ20ственно, ухудшению выходных характеристик клистрона. При большом уровне выходной мощности клистрона может возникнуть паразитная генерация, обусловленная резонированием кольце25вого паза.

Цель изобретения - повышение прочности резонаторов, стабильности работы клистрона и исключение искажения магнитного поля фиксирующей cиcтe «

30 клистрона.

Указанная цель достигается тем, что в торцовых стенках резонаторов и пролетных трубах выпйшнены радиальные прорези, в которых размещены и прочно соединены с ними пластины, причем их высота меньше половины высоты резонатора, длина равна полуразности внутреннего диаметра резонатора и внутреннего диаметра пролетной трубы, а суммарная толщина пластин более чем на порядок меньше длины внутренней окружности резонатора.

Кроме того, пластины выполнены из материала, не обладающего-ферромагнитными свойствами.

На чертеже представлена схема объемного резонатора. Резонатор состоит из корпуса 1, торцовых стенок 2, пролетных труб 3, в которых выполнены прорези 4, и размещенных в прорезях пластин 5.

Корпус 1, торцовые стены 2 и пролетные трубы 3 выполнены из бескислородной меди. В торцовых стенках и пролетных трубах резонатора равномерно по окружности профреэерованы прорези 4, в которые впаяны пластины 5 из нержавеющей стали марки 12х18Н10Т, не обладаю1Ще ферромагнитными свойствами. Это позволяет исключить искажение магнитного поля фокусирующей системы клистрона. Для получения надежного спая с медью пластины 5 предварительно никелированы. Длина пластин 5, показанных на фиг. 1, выбрана максимальной и равна полуразности внутреннего диаметра корпуса 1 резонатора и внутреннего диаметра пролетной трубы 3. Если же при работе клистрона в динамическом режиме токооседание электронн го потока на пролетные трубы 3 умереное и сами пролетные трубы имеют хорошую жесткость, то пластины 5 можно ограничить по длине и располагать только в торцовых стенках 2 резонато ра. Высота пластин 5 выбрана/ с одно стороны, такой, чтобы дополнительная емкость, вносимая пластиной 5, была значительно меньше емкости объемного резонатора, что сохраняет значения волнового сопротивления и резонансной частбты резонатора, а с другой стороны, такой, чтобы обеспечить необходимую жесткость торцовой стенки 2 резонатора. Поэтому высоты част пластины 5, выступающей из торцовой стенки 2 в объем резонатора, в данно случае составляет 0,1 высоты резонатора. Толщина пластины 5 выбрана такой, чтобы исключить тепловую деформацию как самой пластины, так и торцовой стенки 2, а также, чтобы не

повлиять существе 1но на частотные характеристики объемного резонатора. Количество пластин 5 берут от 2 до 4 При большем их количестве параметры объемного резонатора ухудшаются вслествие изменения его объемной емкости В данном случае cy /Iмapнaя толщина пластин более чем на порядок меньше длины внутренней окружности резонатора.

Наличие пластин в крышках резонаторов позволяет повысить стабильность работы клистрона при сохранении высоких выходных параметров. Эксперименты показывают, что при отсутствии пластин в крышках резонаторов дестабилизация выходных характеристик приводит к уменьшению полосы рабочих частот на 1/3, а при использовании изобретения дестабилизация .выходных характеристик клистрона в рабочей полосе частот не наблюдается

Таким образом, при использовании изобретения охраняются как формоустойчивость крышек, так и параметры резонатора: частота, волновое сопротивление , добротность.

Формула изобретения

1.Клистрон, включающий объемные резонаторы с торцовыми стенками и размещенными в них пролетными трубами , отличающийся тем, „ что, с целью повышения прочности резонаторов и стабильности работы клистрона, в торцовых стенках резонаторов и пролетных трубах выполнены радиальные прорези, в которых размещены и прочно соединены с ними пластины, причем их высота меньше половины высоты резонатора, длина равна полуразности внутреннего диаметра резонатора и внутреннего диаметра пролетной трубы, а суммарная,толщина пластины более чем на порядок меньше длины/внутренней окружности резонатора .

2.Клистрон ПОП.1, отличающийся тем, что, с целью исключения искажения магнитного .поля фокусирующей систе1 вл клистрона, пластины выполнены из материала, не обладгищего ферромагнитными свойствами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ОДА 1491421, кл. 21 g 13/17, опублик. 1963.

2.Авторское свидетельство

266791, кл. Н 01 J 23/20, 1972.

У//////А

I

//////,

/т

/

г

О