Способ формирования шумового сигнала в свч-приборах пролетного типа

 

Изобретение относится к СВЧ-технике и может быть использовано при создании радиоприемной и радиопередающей аппаратуры . Целью изобретения является расширение полосы частот при генерации СВЧ-шумового сигнала. Цель достигается дополнительной модуляцией электронного потока в пролетных СВЧ-приборах низкочастотным шумовым сигналом, амплитуда которого удовлетворяет соотношению, указанному в формуле изобретения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (ч6) 30,06.92.Бюл. л 24 (21) 4497860/21 (22) 24,10.88 (71) Институт г1рикладной физики АН СССР (72) В.Л.Вакс и А.B,Ñìîðãîíñêèé (53) 621,385,6(088.8) (56) Калинин,В.И, и др, Нелинейные резонансы и стохастичность в автоколебательной системе с запаздыванием. — Радиотехника и электроника, т, 28, % 10, 1983, . с.2001 — 2013.

Заявка Японии 1Ф 61.-42446, кл. Н 03 В 29/00, 1979.

Изобретение относится к СВЧ-технике и может быть использовано при создании радиоприемной и радиопередэющей аппаратуры, Целью изобретения является расширение полосы частот выходного шумового сигнала.

Воздействие на электронный пучок дополнительным низкочастотным шумовым сигналом, амплитуда которого удовлетворя ет приведенным в формуле изобретения соотношениям, приводит к тому, что, не влияя в первом приближении на характер формирования каждого отдельного сгустка, этот дополнительный сигнал меняет среднюю скорость пучка, т,е: меняет скорость тех невозмущенных регулярным высокочастотным сигналом электронов, вокруг которых происходит формиоование сгустка. Дейст„, ЯЦ„, 1646440 А1 (Яи H 01 J 25/00, Н 03 В 29/00 (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ШУМОВОГО СИГНАЛА В СВЧ-ПРИБОРАХ ПРОЛЕТНОГО ТИПА (57) Изобретение относится к СВЧ-технике и мох:ет быть использовано при создании радиоприемной и радиопередающей аппаратуры. Целью изобретения является расширение полосы частот при генерации

СВЧ-шумового сигнала. Цель достигается дополнительной модуляцией электронного потока в пролетных СВЧ-приборах низкочастотным шумовым сигналом, амплитуда ко-. торого удовлетворяет соотношению, указанному в формуле изобретения. 1 ил.. вительно, первое иэ неравенств UI7yal < Uo, где U> — постоянное напряжение; 0Ц (} — амплитуда шумового о сигнала, говорит о том, что напряжение пучка при подаче дополнительного шумового сигнала меняется в среднем меньше. чем на -50 Это обеспечивает в среднем небольшие (+ 25 ) изменения скорости потока и времени пролета пучком трубки дрейфа.

Учитывая плавность зависимости степени группирования частиц в сгустки от времени пролета, можно полагать, что. если условие формирования сгустков при отсутствии дополнительного сигнала выбрано оптимальным, то интегральная по полосе частот мощность сохраняется, а спадание спектральной плотности мощности к краям диапазона не превышает в среднем 10 .

Нз практике обычно имеет место сильэ11)е неравенство Ll«ty< << 14, тзк что неравенг,т во в формуле изобретения фактически

Я Г. С f jl,з f l Ы П О Л Н Я Е Т С Я, г)/111зко при подаче дополнительного

»1yt;nnofo сигнала в цуге сгустков, которые

1)лет зк)т I) пространство взаимодействия ва время нарастания низкочастотного сигнала, последующие сгустки будут иметь скоро1,,1. в It!f9,, чем прг л )ду)ние. Следовательно, влс;ет)шие позже сгустки будут догонять предыдущие, т.с. расстояние между ними будет уменьшаться по сравнению с тем, которое было между ними при воздействии одного лишь регулярного высокочастотного

Сигнй!13, В 1 Уге1 сг)/стко в, погтад31птдих )13 сгтзд низкочастотного 11зпг)я>кения, расстояния между сгустками будут ттаоборот уве, Личит)ЗТ»гтl.

Дл(1 того, и обы этот прси!Осс изменения периода формирующихся сгустков был доcT3To f 10 силь 10 вt,tрзжглl и уширение по)10 сы выходного сигнала превышало ее расширение при обычном сме)цсиии частот, кзк это имест мссто t) прототипе, должно выполняться второе нсраве))ство, при) едсннпс в формуле 11зот)рет ения.

Цейс) питслт,но, если рассматритэать низкочзсто>пть)й шумовой сигнал как совокупность с«»усn«ä;.Iët ных сигналов со случай))ым« фззлми, то, применив обычиу кинем;этическую теори1о дрейфа частиц к

РЗЕЧСТУ СмС)ЦЕ11ИЯ )ЛГтотЫ СЛЕДОВЗНИЯ СГУ сгl.of) г)од действием стт)н1лз частоты Q

tt×

Hr)f)ÐsIì ения U«typo »РИНЯв, что чзгтота есть высш )>1 130101 ft спектре низкочзстот ного шума и ппгре()от)>)в, (1тоб)ь) гме1цение частоты дп) прсг»1сило уширенис палась при смсlllèf)3»«è монохромзтичссKoгÎ сиг

Нзлтl на 13Гтог» ff) и ш/мовага С ПОЛОСО, ЛИ, пр«дсм к второму неравенству в <(>op муле изобрет ) It)st.

Нспротиворсчщ)остт этих двух 11ерз венсттэ, т.е, возможность подобрать тако

«11 значение U«ty<, 1тоб)1 обз неРзвенства оД новремснно выполнялись, абсспечивастс н3 практике тем, что отношение крайни величин в этих неравенствах составляе обычно не менее 2 -3 порядков. Так для ча стот /)). соответствук>щ>)х длинам волн, лс

I f) жащим в миллиметра))ом ди31и)зо)те (-; —7г 1„ ..

> 30 ГГц), отношение ----: — - -10 — 10, рзбс

10 чее напряжение для 1«11<)1»), усилительны приборов не превышает gl-2) 10 1 Б, т.е !

1 2 ттс, с — 10 (Up =- - ---. ). 3 вели 1«)13 ----. гд

Р

2 е с — скорость света; L — длина пространства взаимодействия в пролетном приборе, оказывается порядка единицы, В силу этого при наличии достаточно мощного и IIJI4poK05 полосного усилителя шумового сигнала Оказывается возможным подобрать такое значст ие, которое лежит между величинами

AQ Г с

Uo и — — Uo1

6.) 1и, 2 Д(10 Способ иллюстрируется чертежом.

К высокочастотному входу пролетного приГ>ора 1 подключен выход высокочастотного генератора 2 регулярного сигнала, В пролетных приборах типа ЛБВ высокоча15 статный входной тракт связан с замедляющей системой, выполненной обычно в виде спирали. В случае использования твистрона входной тракт соединен с модулирующим резонатором.

20 В рассматриваемом примере к низкочастотттт)му входу пралегнаго прибора 1.подкл)оче)1 сут1мзттзр 3, к сумматору подключены гснсрагор 4 постоянного (или импульсногÎ) напряжения и низкочастотный усили25 тель 5, к входу которого, в свою очередь, подключен выход генератора б низкочастотного шума. Роль сумматора 3 в схеме своди)ся к соглзсот)знию выходных сопротивлений генератора 4 и усилителя 5 с входным

30 сопротивлением низкочастотного входа г1рплсгного прибора 1, Выбор конкретного вь)пол11сния дикту- ется особеностями конструкции пролетного прибора 1 и el.n мащностными хзрактери35 стикзми. Так генератор 4 постоянного (или . импульсногÎ) напряжения может быть подклю)сн К катоду электронной пушки усилительного прибора 1 (полярность его должна

1 быть при этом изме))енз). Генератор б низ40 кочастотного шума может быть при этом подключен к управляющему электроду пушки усилителя или вместе с генератором 4 через сумматор 3 к катоду. В варианте с использован«ем твистрона оба эти генерае г

4.э тпрз могут быть подключены к корпусу входного модулиру)ощего резонатора, я Для улучшения спектральных свойств х шума на выходе усилительного прибора 1 к т высокочастотному его входу может быть до- 50 пол))ительно подключен генератор высокочастотного шума подобно тому, как он подкл)очен к прибору в прототипе.

Нг) электронный пучок воздействуют регулярным CB×-сигналом от генератора 2, 55 име)ощего выходную мощность 5мВт и х

;-- -313 ГГц, что при подаче от генератора 4

2:т постоянного напряжения обеспечивает в

1 результате Оптимальную группировку элекТР s)IOH В СГУГТКИ КЭК П Р«ОТСУ/ТСТВИИ ДОПОЛ

1646440

Формула изобретения

Способ формирования шумового сигнала в СВЧ-приборах пролетного типа, вклюСоставитель Е.Шитова

Редактор Т,Лошкарева Техред ММоргентал KoppeKTQp А. Осэуленко

Заказ 2816 Тираж 171 Подписное

ВНИИПИ Госудэрстеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

r нительного низкочастотного сигнала. так и при его наличии.

Дополнительно на прибор 1 подают низкочастотный (с верхней полосой в спектре - 600 МГц) шумовой сигнал от генеИ 5

2л ратора 6, предварительно усиленный низкочастотным усилителем 5. В результате амплитуда шумового сигнала достигает ЗО В, что обеспечивает выполнение неравенства 10

UwyM Uo

Под действием этого дополнительного сигнала в электронном пучке происходит смещение формирующихся сгустков относительно друг друга, причем при укаэанных 15 параметрах выполняется второе неравенство и согласно формуле зто смещение, пересчитанное в эквивалентное смещение возбуждаемых сгустками частоты, составляет о

20 4 ";ь. Следовательно. предлагаемый

N способ позволяет получить на выходе СВЧпролетного прибора высокочастотный широкополосный шумовой сигнал, 25 чающий модуляцию электронного потока основным высокочастотным сигналом частоты й) и дополнительным шумовым сигналом в начале пространства взаимодействия и отбор энергии выходного шумового сигнала, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы выходного шумового сигнала, в качестве дополнительного шумового сигнала используют низкочастотный шумовой сигнал, при этом выполняют следующее соотношение:

ЛО о с нч

Ое 2И

Uo — — 11шум Uo. где Uо — постоянное напряжение;

ОЦ вЂ” амплитуда напряжения низкочастотного шумового сигнала;

L- длина пространства взаимодействия в пролетном приборе. м;

И вЂ” верхняя частота спектра низкочастотного шумового сигнала. рад/с;

Л И- ширина спектра низкочастотного шумового сигнала, рад/с;

mс

2е с — скорость света. м/с;

m — масса электрона, кг; е — заряд электрона, Кл,