Свч-прибор клистронного типа (варианты)

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к электровакуумным СВЧ-приборам, предназначенным для получения СВЧ-мощности на двух кратных частотах, и может быть использовано, например, в радиолокации, радиопротиводействии и в других областях техники. Предлагается СВЧ-прибор клистронного типа, в котором коаксиальный двухзазорный выходной резонатор (ВР) настроен на противофазный вид колебаний с рабочей частотой ω и на синфазный вид колебаний с рабочей частотой 2ω. Вывод СВЧ-энергии связан с ВР с помощью двух петель связи, расположенных относительно друг друга под заданным углом. В другом варианте изобретения вывод СВЧ-энергии связан с ВР с помощью одной петли связи, плоскость которой расположена под заданным углом относительно торцевой плоскости пролетной трубы ВР, и дополнительного проводника, соединенного с держателем центральной пролетной трубы ВР. Изобретение позволяет при подаче на СВЧ-прибор входного СВЧ-сигнала с частотой ω получать на его выходе СВЧ-колебания на двух кратных частотах ω и 2ω одновременно, что расширяет функциональные возможности СВЧ-прибора. При этом величина СВЧ-мощности на выходе СВЧ-прибора на частотах ω и 2ω существенно превышает величину СВЧ-мощности, поданной на вход СВЧ-прибора. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к электровакуумным СВЧ-приборам, предназначенным для получения СВЧ-мощности на двух кратных частотах, и может быть использовано, например, в радиолокации, радиопротиводействии и в других областях техники.

Известно, что в электровакуумных СВЧ-приборах О-типа, например в усилительных клистронах при группировке электронного потока, создаются сгустки электронного тока с частотой повторения, равной частоте со входного СВЧ-сигнала, подаваемого на СВЧ-прибор, и длительностью около 0,1 периода повторения, причем сгустки электронного тока содержат широкий спектр гармоник тока. Сгруппированные электронные сгустки, выйдя из группирователя электронных сгустков клистрона, попадают в высокодобротный выходной резонатор, настроенный на рабочую частоту ω. В выходном резонаторе происходит отбор энергии от сгруппированного электронного потока, которая в виде выходного СВЧ-сигнала частоты ω передается через вывод СВЧ-энергии в нагрузку. Таким образом, на выходе обычного клистрона получают усиленную СВЧ-мощность на одной рабочей частоте ω.

Известен СВЧ-прибор клистронного типа, содержащий электронную пушку, входной, промежуточные и выходной однозазорные резонаторы, настроенные на рабочую частоту ω, и, по крайней мере, один дополнительный двухзазорный резонатор, расположенный в трубе дрейфа между резонаторами рабочей частоты, а также коллектор, ввод и вывод СВЧ-энергии [1]. В дополнительном двухзазорном резонаторе (который входит в состав группирователя электронных сгустков СВЧ-прибора) взаимодействие электронного потока с СВЧ-полями резонатора осуществляется последовательно в двух высокочастотных (ВЧ) зазорах, что повышает эффективность взаимодействия СВЧ-поля с электронным пучком по сравнению с однозазорным резонатором. Дополнительный двухзазорный резонатор настроен на кратные частоты ω и 2ω, соответствующие противофазному и синфазному видам колебаний. Вследствие этого на электронный поток в двухзазорном резонаторе воздействует СВЧ-напряжение, близкое к пилообразному, что приводит к более эффективной группировке электронного потока. В таком двухзазорном резонаторе рабочим видом колебаний является противофазный вид колебаний на рабочей частоте ω, а синфазный вид колебаний на частоте 2ω используется только для более эффективной группировки электронного потока. В выходном однозазорном резонаторе, настроенном на рабочую частоту ω, происходит отбор энергии от эффективно сгруппированного электронного потока, которая через вывод СВЧ-энергии передается в нагрузку. Таким образом, в известном СВЧ-приборе усиленная мощность передается в нагрузку только на рабочей частоте ω, что ограничивает область его применения. Для получения СВЧ-мощности двух кратных частот ω и 2ω необходимо использовать два СВЧ-прибора клистронного типа, один из которых работает на частоте ω, а второй - на частоте, равной 2ω. Кроме того, при использовании в аппаратуре двух СВЧ-приборов с разными рабочими частотами необходимо вводить в аппаратуру дополнительные устройства для фазировки выходных сигналов этих СВЧ-приборов.

Известен умножительный клистрон, содержащий электронную пушку, резонаторы с пролетными трубами, коллектор, а также устройство для ввода СВЧ-энергии и устройство для вывода СВЧ-энергии [21. В таком клистроне сгруппированные электронные сгустки, выйдя из группирующего резонатора, настроенного на частоту ω, попадают в выходной резонатор, настроенный на частоту nω (где n=2, 3,…). В выходном резонаторе происходит отбор энергии от сгруппированного электронного потока, которая в виде выходного СВЧ-сигнала частоты nω передается через вывод СВЧ-энергии в нагрузку. Таким образом, на выходе умножительного клистрона получают СВЧ-мощность только на одной из частот, кратных ω.

Известен СВЧ-прибор клистронного типа, содержащий электронную пушку, цилиндрические резонаторы с пролетными трубами, коллектор, а также устройство для ввода СВЧ-энергии и устройство для вывода СВЧ-энергии [3]. Входной и промежуточные резонаторы рабочей частоты ω, образующие группирователь электронных сгустков СВЧ-прибора, выполнены однозазорными, а выходной резонатор выполнен двухзазорным. Двухзазорный выходной резонатор содержит расположенные соосно друг другу центральную пролетную трубу, прикрепленную к боковой стенке резонатора с помощью расположенной между его торцевыми стенками проводящей перегородки, в которой выполнена щель связи, и две крайние пролетные трубы, закрепленные в противоположных торцевых стенках цилиндрического двухзазорного выходного резонатора и отделенные от центральной пролетной трубы высокочастотными зазорами.

Устройство для вывода СВЧ-энергии содержит последовательно соединенные пассивный резонатор (в виде отрезка прямоугольного волновода) и выходной волновод, связанные друг с другом через окно связи в их общей стенке. Пассивный резонатор связан также с двухзазорным выходным резонатором СВЧ-прибора через окно связи в боковой стенке цилиндрического двухзазорного выходного резонатора, расположенное между проводящей перегородкой и торцевой стенкой этого резонатора, размещенной со стороны коллектора СВЧ-прибора. Использование в СВЧ-приборе пассивного резонатора, связанного с двухзазорным выходным резонатором, позволяет дополнительно расширить полосу СВЧ-прибора. Двухзазорный выходной резонатор СВЧ-прибора настроен на два основных вида колебаний (противофазный и синфазный) с близкими частотами. При подаче на вход СВЧ-прибора входного СВЧ-сигнала с частотой ω в двухзазорном выходном резонаторе СВЧ-прибора возбуждаются СВЧ-колебания на частоте входного СВЧ-сигнала, при этом усиленная мощность выводится из СВЧ-прибора также только на этой рабочей частоте ω.

Известен СВЧ-прибор клистронного типа (прототип), содержащий электронную пушку, последовательно и соосно расположенные вдоль продольной оси СВЧ-прибора цилиндрические резонаторы с пролетными трубами, коллектор, а также ввод и вывод СВЧ-энергии, выполненные в виде отрезков коаксиальных линий передачи и установленные с внешней стороны входного и выходного резонаторов соответственно [4]. Цилиндрические входной и промежуточные резонаторы, образующие многорезонаторный группирователь электронных сгустков СВЧ-прибора, а также цилиндрический выходной резонатор выполнены двухзазорными и настроены на противофазный вид колебаний с рабочей частотой ω. Цилиндрический двухзазорный выходной резонатор содержит расположенные соосно продольной оси СВЧ-прибора первую и вторую пролетные трубы, прикрепленные к стенкам выходного резонатора, расположенным со стороны группирователя электронных сгустков и со стороны коллектора соответственно, и соосно установленную между первой и второй пролетными трубами и отделенную от них высокочастотными зазорами центральную пролетную трубу, закрепленную в выходном резонаторе с помощью проводящего держателя, расположенного перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора. Выходной резонатор связан с коаксиальной линией передачи вывода СВЧ-энергии с помощью размещенной в этом резонаторе петли связи, причем один конец петли связи соединен с центральным проводником коаксиальной линии передачи вывода СВЧ-энергии, а второй конец петли связи соединен с боковой стенкой выходного резонатора через проводящий держатель, на котором закреплена центральная пролетная труба.

При подаче на вход СВЧ-прибора входного СВЧ-сигнала с частотой ω в двухзазорном выходном резонаторе СВЧ-прибора возбуждаются СВЧ-колебания на частоте входного СВЧ-сигнала ω, при этом усиленная мощность выводится из СВЧ-прибора также только на этой рабочей частоте ω.

Задачей изобретения является создание СВЧ-прибора клистронного типа, обеспечивающего при подаче на вход СВЧ-прибора СВЧ-сигнала с частотой ω, получение на его выходе СВЧ-колебаний одновременно на двух кратных частотах ω и 2ω.

В первом варианте изобретения предлагается СВЧ-прибор клистронного типа, содержащий электронную пушку, многорезонаторный группирователь электронных сгустков, двухзазорный выходной резонатор, коллектор, ввод СВЧ-энергии и вывод СВЧ-энергии, причем выходной резонатор содержит расположенные соосно продольной оси СВЧ-прибора первую и вторую пролетные трубы, размещенные в выходном резонаторе со стороны группирователя электронных сгустков и со стороны коллектора соответственно, и соосно установленную между первой и второй пролетными трубами и отделенную от них высокочастотными зазорами центральную пролетную трубу, закрепленную в выходном резонаторе с помощью, по крайней мере, одного проводящего держателя, расположенного перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, вывод СВЧ-энергии выполнен в виде отрезка коаксиальной линии передачи, которая расположена перпендикулярно боковой стенке выходного резонатора, внешний проводник коаксиальной линии соединен с боковой стенкой выходного резонатора, а центральный проводник коаксиальной линии введен в выходной резонатор через отверстие в этой боковой стенке, при этом вывод СВЧ-энергии связан с выходным резонатором с помощью размещенной в этом резонаторе первой петли связи, один конец которой соединен с центральным проводником коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии, а второй конец первой петли связи соединен с боковой стенкой выходного резонатора, с которой соединен внешний проводник коаксиальной линии передачи вывода СВЧ-энергии, при этом выходной резонатор настроен одновременно на противофазный вид колебаний с рабочей частотой ω и на синфазный вид колебаний с рабочей частотой 2ω, при этом выходной резонатор выполнен в виде коаксиального резонатора, продольная ось которого расположена перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, причем размещенные в выходном резонаторе, по крайней мере, один проводящий держатель и центральная пролетная труба образуют внутренний проводник коаксиального резонатора, внешний проводник коаксиального резонатора выполнен в виде проводящей трубы прямоугольного или круглого поперечного сечения, расположенной соосно внутреннему проводнику коаксиального резонатора, на противоположных концах внешнего проводника коаксиального резонатора параллельно продольной оси СВЧ-прибора расположены торцевые стенки выходного резонатора, в выходном резонаторе размещена вторая петля связи, один конец которой соединен с центральным проводником коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии, а второй конец второй петли связи соединен с боковой стенкой выходного резонатора, при этом угол между плоскостью, в которой расположена первая петля связи, и плоскостью, в которой расположена вторая петля связи, составляет

α=90±15°.

В предлагаемом СВЧ-приборе плоскость первой петли, предназначенной для отвода мощности на частоте ω, перпендикулярна оси СВЧ-прибора, а плоскость второй петли, предназначенной для отвода мощности на частоте 2ω, параллельна оси СВЧ-прибора.

В предлагаемом СВЧ-приборе ось коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии расположена в средней плоскости продольного сечения выходного резонатора, перпендикулярной продольной оси СВЧ-прибора, при этом расстояние от оси коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии до ближайшей торцевой стенки выходного резонатора составляет

Z=(0,25±0,05)H,

где H - расстояние между торцевыми стенками выходного резонатора.

Во втором варианте изобретения предлагается СВЧ-прибор клистронного типа, содержащий электронную пушку, многорезонаторный группирователь электронных сгустков, двухзазорный выходной резонатор, коллектор, ввод СВЧ-энергии и вывод СВЧ-энергии, причем выходной резонатор содержит расположенные соосно продольной оси СВЧ-прибора первую и вторую пролетные трубы, размещенные в выходном резонаторе со стороны группирователя электронных сгустков и со стороны коллектора соответственно, и соосно установленную между первой и второй пролетными трубами и отделенную от них высокочастотными зазорами центральную пролетную трубу, закрепленную в выходном резонаторе с помощью, по крайней мере, одного проводящего держателя, расположенного перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, вывод СВЧ-энергии выполнен в виде отрезка коаксиальной линии передачи, которая расположена перпендикулярно боковой стенке выходного резонатора, внешний проводник коаксиальной линии соединен с боковой стенкой выходного резонатора, а центральный проводник коаксиальной линии введен в выходной резонатор через отверстие в этой боковой стенке, при этом вывод СВЧ-энергии связан с выходным резонатором с помощью размещенной в этом резонаторе петли связи, один конец которой соединен с центральным проводником коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии, а второй конец петли связи соединен с боковой стенкой выходного резонатора, с которой соединен внешний проводник коаксиальной линии передачи вывода СВЧ-энергии, при этом выходной резонатор настроен одновременно на противофазный вид колебаний с рабочей частотой ω и на синфазный вид колебаний с рабочей частотой 2ω, при этом выходной резонатор выполнен в виде коаксиального резонатора, продольная ось которого расположена перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, причем размещенные в выходном резонаторе, по крайней мере, один проводящий держатель и центральная пролетная труба образуют внутренний проводник коаксиального резонатора, внешний проводник коаксиального резонатора выполнен в виде проводящей трубы прямоугольного или круглого поперечного сечения, расположенной соосно внутреннему проводнику коаксиального резонатора, на противоположных концах внешнего проводника коаксиального резонатора параллельно продольной оси СВЧ-прибора расположены торцевые стенки выходного резонатора, в выходном резонаторе размещен дополнительный проводник, один конец которого соединен с центральным проводником коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии, а второй конец дополнительного проводника соединен с одним из проводящих держателей, при этом угол между плоскостью, в которой расположена петля связи, и плоскостью, совпадающей с торцевой поверхностью пролетной трубы, выбирается в интервале значений 0<φ≤90°.

В предлагаемом СВЧ-приборе ось коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии расположена в средней плоскости продольного сечения выходного резонатора, перпендикулярной продольной оси СВЧ-прибора, равноудаленно от торцевых стенок выходного резонатора, при этом угол между плоскостью, в которой расположена петля связи, и плоскостью, совпадающей с торцевой поверхностью пролетной трубы, составляет φ=90°, а расстояние от места соединения дополнительного проводника с проводящим держателем до расположенной со стороны проводящего держателя торцевой стенки выходного резонатора составляет

X=(0,5±0,05)L,

где L - расстояние от продольной оси СВЧ-прибора до расположенной со стороны проводящего держателя торцевой стенки выходного резонатора.

В обоих вариантах предлагаемого изобретения двухзазорный выходной резонатор СВЧ-прибора настроен на противофазный вид колебаний с рабочей частотой ω и на синфазный вид колебаний с рабочей частотой 2ω. Таким образом, при подаче на вход СВЧ-прибора входного сигнала с частотой ω в двухзазорном выходном резонаторе одновременно возникают СВЧ-колебания двух основных видов колебаний при разнесении их частот на октаву. Вследствие этого в двухзазорном выходном резонаторе происходит взаимодействие сгруппированного электронного потока с СВЧ-полями двух основных видов колебаний этого резонатора одновременно, то есть отбор мощности от электронного потока происходит одновременно на двух видах колебаний (на двух кратных частотах ω и 2ω, а не на одной частоте ω, как в известных конструкциях СВЧ-приборов), что повышает эффективность отбора мощности от электронного потока. Настройка противофазного вида колебаний двухзазорного выходного резонатора на частоту ω, а синфазного вида колебаний - на частоту 2ω позволяет создать условия для оптимального взаимодействия электронного потока с СВЧ-полями этих видов колебаний двухзазорного выходного резонатора и, следовательно, для оптимального отбора СВЧ-мощности от электронного потока на этих двух видах колебаний одновременно. При этом величина СВЧ-мощности, полученной на выходе СВЧ-прибора на частотах ω и 2ω, существенно превышает величину СВЧ-мощности, поданной на вход СВЧ-прибора, что позволяет повысить КПД СВЧ-прибора.

Выполнение выходного резонатора в виде размещенного перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора коаксиального резонатора, в котором внутренний проводник коаксиального резонатора состоит из центральной пролетной трубы и, по крайней мере, одного проводящего держателя, а его внешний проводник выполнен в виде проводящей трубы прямоугольного или круглого поперечного сечения, расположенной соосно внутреннему проводнику коаксиального резонатора и снабженной на противоположных концах торцевыми стенками, позволяет осуществить точную настройку резонатора на частоту ω противофазного вида колебаний путем изменения длины проводящего держателя (а следовательно, и длины выходного резонатора) и настройку на частоту 2ω синфазного вида колебаний путем изменения поперечных размеров этого резонатора.

В первом варианте изобретения размещение в выходном резонаторе не одной, а двух петель связи, соединенных с центральным проводником коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии, обеспечивает вывод мощности из этого резонатора одновременно на двух кратных частотах ω и 2ω, причем угол α между плоскостями петель связи составляет 90±15°, то есть выбирается в пределах в пределах от 75° до 105°. В этом случае мощности на частотах ω и 2ω поступают в одну и ту же коаксиальную линию вывода СВЧ-энергии без применения дополнительных устройств фазировки. При этом максимальное значение мощности, поступающей в вывод СВЧ-энергии, будет достигаться при условии, когда мощность на частоте ω отводится петлей, плоскость которой перпендикулярна оси СВЧ-прибора, а мощность на частоте 2ω отводится петлей, плоскость которой параллельна оси СВЧ-прибора (α=90°).

Выбор угла между двумя петлями менее величины 75°, равно как и выбор угла между петлями более величины 105°, приводит к существенному увеличению мощности либо на синфазном, либо на противофазном видах колебаний и, соответственно, к существенному уменьшению мощности либо на противофазном, либо на синфазном видах колебаний соответственно, что является нежелательным, так как разница между значениями мощностей синфазного и противофазного видов колебаний возрастает и в предельном случае может привести к выводу мощности только на одной частоте ω или 2ω.

В коаксиальном выходном резонаторе максимум магнитного поля для противофазного вида колебаний находится у торцевой стенки резонатора, а максимум магнитного поля для синфазного вида колебаний находится в плоскости среднего поперечного сечения резонатора. Поэтому для обеспечения одинаковой связи с синфазным и противофазным видами колебаний ось коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии должна быть расположена в средней плоскости продольного сечения выходного резонатора, перпендикулярной продольной оси СВЧ-прибора, при этом расстояние от оси коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии до ближайшей торцевой стенки выходного резонатора должно составлять Z=0,25 H (где H - расстояние между торцевыми стенками выходного резонатора), но, учитывая возможные технологические разбросы при изготовлении резонатора, Z должно составлять (0,25±0,05)H, то есть выбирается в пределах от 0,2H до 0,3H.

При перемещении центрального проводника коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии в сторону ближайшей торцевой стенки выходного резонатора в коаксиальной линии будет увеличиваться мощность противофазного вида колебаний и уменьшаться мощность синфазного вида колебаний. При перемещении центрального проводника коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии в противоположную сторону (в сторону удаленной торцевой стенки резонатора) будет уменьшаться мощность противофазного вида колебаний и увеличиваться мощность синфазного вида колебаний. То есть в зависимости от поставленной задачи, можно регулировать значения мощностей на частотах ω и 2ω. Уровень выводимой из выходного резонатора мощности можно также регулировать, изменяя площадь петель связи.

Во втором варианте изобретения в выходном резонаторе размещены соединенные с центральным проводником коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии петля связи и дополнительный проводник, соединенный вторым концом с одним из проводящих держателей, что также обеспечивает вывод мощности из этого резонатора одновременно на двух кратных частотах ω и 2ω.

Вывод мощности из выходного резонатора в коаксиальную линию вывода СВЧ-энергии на синфазном виде колебаний, то есть на частоте 2ω, осуществляется петлей. В этом случае угол между плоскостью, в которой расположена петля связи, и плоскостью, совпадающей с торцевой поверхностью пролетной трубы, выбирается в интервале значений 0<φ≤90°, так как только при такой ориентации плоскости петли связи магнитное поле синфазного вида колебаний в выходном резонаторе всегда будет пересекать плоскость петли связи, что обеспечивает вывод СВЧ-мощности в коаксиальную линию на частоте 2ω. При этом уровень выводимой из выходного резонатора мощности будет максимальным при φ=90° и минимальным - при φ, близким к 0°, поскольку при φ=0° магнитное поле синфазного вида колебаний не будет пересекать плоскость петли связи, и СВЧ-мощность не будет выводиться в коаксиальную линию на частоте 2ω. Уровень выводимой из выходного резонатора мощности можно также регулировать, изменяя площадь петли связи.

Вывод СВЧ-мощности на противофазном виде колебаний, то есть на частоте ω, осуществляется через дополнительный проводник, соединяющий центральный проводник коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии с одним из проводящих держателей выходного резонатора, так как по проводящему держателю на противофазном виде колебаний течет СВЧ-ток, часть которого отводится с помощью дополнительного проводника в коаксиальную линию вывода СВЧ-энергии (при этом на синфазном виде колебаний протекание СВЧ-тока по проводящему держателю практически отсутствует). Уровень СВЧ-мощности, отводимой на противофазном виде колебаний с помощью дополнительного проводника, определяется местом подключения дополнительного проводника к проводящему держателю. При этом уровень выводимой из выходного резонатора мощности на противофазном виде колебаний будет максимальным, когда расстояние от места соединения дополнительного проводника с проводящим держателем до расположенной со стороны проводящего держателя торцевой стенки выходного резонатора составляет X=0,5L (где L - расстояние от продольной оси СВЧ-прибора до расположенной со стороны проводящего держателя торцевой стенки выходного резонатора), но учитывая возможные технологические разбросы при изготовлении резонатора, X должно составлять (0,5±0,05)L, то есть выбирается в пределах от 0,45L до 0,55L.

Для вывода максимального уровня СВЧ-мощности одновременно на частотах ω и 2ω, то есть на обоих видах колебаний, ось коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии должна быть расположена в средней плоскости продольного сечения выходного резонатора, перпендикулярной продольной оси СВЧ-прибора, равноудаленно от торцевых стенок выходного резонатора, при этом угол между плоскостью, в которой расположена петля связи, и плоскостью, совпадающей с торцевой поверхностью пролетной трубы, должен составлять φ=90°, а расстояние (с учетом технологических разбросов) от места соединения дополнительного проводника с проводящим держателем до расположенной со стороны проводящего держателя торцевой стенки выходного резонатора должно составлять

X=(0,5±0,05)L,

где L - расстояние от продольной оси СВЧ-прибора до расположенной со стороны проводящего держателя торцевой стенки выходного резонатора.

Таким образом, оба варианта предлагаемого изобретения позволяют создать СВЧ-прибор клистронного типа, обеспечивающего при подаче на вход СВЧ-прибора СВЧ-сигнала с частотой ω, получение на его выходе СВЧ-колебаний одновременно на двух кратных частотах ω и 2ω в одном общем выводе СВЧ-энергии, что невозможно реализовать ни на одном из известных СВЧ-приборах клистронного типа. При этом, в зависимости от поставленных задач, можно регулировать соотношение выходных мощностей на частотах ω и 2ω, изменяя конфигурацию и/или размеры элементов связи (петель связи в первом и втором вариантах изобретения) или место подключения элемента связи (дополнительного проводника втором варианте изобретения). В предлагаемом СВЧ-приборе не требуется применение дополнительных устройств для фазировки выходных СВЧ-колебаний на частотах ω и 2ω, так как в предлагаемом СВЧ-приборе осуществляется автоматическая фазировка этих СВЧ-колебаний.

Это позволяет расширить функциональные возможности СВЧ-прибора клистронного типа (как низкого, так и высокого уровня мощности) и обеспечить использование такого прибора во многих областях техники.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 показан предлагаемый СВЧ-прибор клистронного типа (продольное и поперечное сечения), содержащий двухзазорный выходной резонатор с двумя петлями связи (первый вариант изобретения).

На фиг.2 показан двухзазорный выходной резонатор с двумя петлями связи (вид со стороны вывода СВЧ-энергии, продольное и поперечное сечения) для предлагаемого СВЧ-прибора клистронного типа по первому варианту изобретения, который изображен на фиг.1.

На фиг.3 показана аксонометрическая проекция двухзазорного коаксиального выходного резонатора с двумя петлями связи, изображенного на фиг.2.

На фиг.4 показана аксонометрическая проекция двухзазорного коаксиального выходного резонатора с двумя петлями связи, внешний проводник которого выполнен в виде проводящей трубы круглого поперечного сечения.

На фиг.5 показан предлагаемый СВЧ-прибор клистронного типа (продольное и поперечное сечения), содержащий двухзазорный выходной резонатор с одной петлей связи и одним дополнительным проводником (второй вариант изобретения).

На фиг.6 показан двухзазорный выходной резонатор с одной петлей связи и одним дополнительным проводником (вид со стороны вывода СВЧ-энергии, продольное и поперечное сечения) для предлагаемого СВЧ-прибора клистронного типа по второму варианту изобретения, который изображен на фиг.5.

На фиг.7 показана аксонометрическая проекция двухзазорного коаксиального выходного резонатора с одной петлей связи и одним дополнительным проводником, изображенного на фиг.6.

На фиг.8 показана аксонометрическая проекция двухзазорного коаксиального выходного резонатора с одной петлей связи и одним дополнительным проводником, внешний проводник которого выполнен в виде проводящей трубы круглого поперечного сечения.

На фиг.9 приведены временные диаграммы распределения СВЧ-напряжений U1 и U2 соответственно в первом и втором ВЧ зазорах двухзазорного выходного резонатора для противофазного вида колебаний с частотой ω и для синфазного вида колебаний с частотой 2ω.

На фиг.10 приведены временные диаграммы распределения СВЧ-напряжений U1 и U2 соответственно в первом и втором ВЧ зазорах двухзазорного выходного резонатора для противофазного вида колебаний с частотой 2ω и для синфазного вида колебаний с частотой ω.

Предлагаемый СВЧ-прибор клистронного типа по первому варианту изобретения, одна из возможных конструкций которого показана на фиг.1, содержит электронную пушку 1, входной резонатор 2, промежуточные резонаторы 3 (образующие в совокупности с резонатором 2 группирователь электронных сгустков) с пролетными трубами 4 и двухзазорный коаксиальный выходной резонатор 5 с двумя боковыми пролетными трубами 4 и центральной полетной трубой 6, прикрепленной к торцевым стенкам 7, 8 резонатора 5 с помощью держателей 9, 10. СВЧ-прибор содержит также коллектор 11, а также установленный с внешней стороны входного резонатора 2 ввод СВЧ-энергии в виде отрезка коаксиальной линии передачи 12 и установленный с внешней стороны выходного резонатора 5 вывод СВЧ-энергии в виде отрезка коаксиальной линии передачи 13. Внешний проводник 14 коаксиальной линии передачи 13 соединен с боковой стенкой 15 выходного резонатора 5, а центральный проводник 16 коаксиальной линии 13 введен в выходной резонатор 5 через отверстие в его боковой стенке 15. Вывод СВЧ-энергии связан с выходным резонатором 5 с помощью размещенных в выходном резонаторе 5 первой 17 и второй 18 петель связи, первые концы которых соединены с центральным проводником 16 коаксиальной лини 13 вывода СВЧ-энергии, а вторые концы петель связи 17, 18 соединены с боковой стенкой 15 выходного резонатора 5. При этом первая 17 и вторая 18 петли связи размещены в разных плоскостях, расположенных друг относительно друга под углом α, равным 90°.

Конструкция двухзазорного коаксиального выходного резонатора 5 для СВЧ-прибора, изображенного на фиг.1, показана на фиг.2. Плоскость второй петли связи 18, предназначенной для отвода мощности на частоте ω, перпендикулярна продольной оси СВЧ-прибора, а плоскость первой петли связи 17, предназначенной для отвода мощности на частоте 2ω, параллельна продольной оси СВЧ-прибора. Коаксиальная линия 13 вывода СВЧ-энергии установлена перпендикулярно боковой стенке 15 выходного резонатора 5, при этом расстояние Z от оси центрального проводника 16 коаксиальной линии 13 вывода СВЧ-энергии до ближайшей торцевой стенки 7 выходного резонатора 4 составляет Z=0,25 Н, где H - расстояние между торцевыми стенками 7, 8 выходного резонатора 5. При таком расположении петель связи 17, 18 в выходном резонаторе 5 достигаются одинаковые значения мощностей на частотах ω и 2ω, которые из выходного резонатора 5 поступают в коаксиальную линию 13 вывода СВЧ-энергии. Аксонометрическая проекция двухзазорного коаксиального выходного резонатора 5, изображенного на фиг.2, показана на фиг.3.

На фиг.1, фиг.2 и фиг.3 показан двухзазорный коаксиальный выходной резонатор 5, внешний проводник которого выполнен в виде проводящей трубы прямоугольного сечения. Возможен также вариант конструкции двухзазорного коаксиального выходного резонатора 5, внешний проводник которого выполнен в виде проводящей трубы круглого поперечного сечения. Аксонометрическая проекция такого двухзазорного коаксиального выходного резонатора 5 показана на фиг.4.

Предлагаемый СВЧ-прибор клистронного типа по второму варианту изобретения, одна из возможных конструкций которого показана на фиг.5, также содержит двухзазорный коаксиальный выходной резонатор 5 с двумя боковыми пролетными трубами 4 и центральной полетной трубой 6, прикрепленной к торцевым стенкам 7, 8 резонатора 5 с помощью держателей 9, 10. Вывод СВЧ-энергии в виде отрезка коаксиальной линии передачи 13, внешний проводник 14 которой соединен с боковой стенкой 15 выходного резонатора 5, а центральный проводник 16 коаксиальной линии 13 введен в выходной резонатор 5 через отверстие в его боковой стенке 15. Вывод СВЧ-энергии связан с выходным резонатором 5 с помощью размещенных в выходном резонаторе 5 петли связи 17 и дополнительного проводника 19, первые концы которых соединены с центральным проводником 16 коаксиальной линии 13 вывода СВЧ-энергии. Второй конец петли связи 17 соединен с боковой стенкой 15 выходного резонатора 5, а второй конец дополнительного проводника соединен с проводящим держателем 9.

Конструкция двухзазорного коаксиального выходного резонатора 5 для СВЧ-прибора, изображенного на фиг.5, показана на фиг.6. Плоскость петли связи 17, предназначенной для отвода мощности на частоте 2ω, параллельна продольной оси СВЧ-прибора и перпендикулярна (φ=90°) торцевым поверхностям пролетных труб 4 и 6. Коаксиальная линия 13 вывода СВЧ-энергии установлена перпендикулярно боковой стенке 15 выходного резонатора 5, при этом ось коаксиальной линии 13 расположена в средней плоскости продольного сечения выходного резонатора 5, перпендикулярной продольной оси СВЧ-прибора, равноудаленно от торцевых стенок 7, 8 выходного резонатора 5, при этом расстояние от места соединения дополнительного проводника 19 с проводящим держателем 9 до торцевой стенки 7 выходного резонатора 5 составляет X=0,5 L, где L - расстояние от продольной оси СВЧ-прибора до расположенной со стороны проводящего держателя торцевой стенки 7 выходного резонатора 5.

При таком расположении петли связи 17 и дополнительного проводника 19 в выходном резонаторе 5 достигается максимальное значение мощности, поступающей в коаксиальную линию 13 вывода СВЧ-энергии из выходного резонатора 5. Аксонометрическая проекция двухзазорного коаксиального выходного резонатора 5, изображенного на фиг.6, показана на фиг.7.

На фиг.5, фиг.6 и фиг.7 показан двухзазорный коаксиальный выходной резонатор 5, внешний проводник которого выполнен в виде проводящей трубы прямоугольного сечения. Возможен также вариант конструкции двухзазорного коаксиального выходного резонатора 5, внешний проводник которого выполнен в виде проводящей трубы круглого поперечного сечения. Аксонометрическая проекция такого двухзазорного коаксиального выходного резонатора 5 показана на фиг.8.

Предлагаемый СВЧ-прибор клистронного типа по первому варианту изобретения, конструкция которого показана на фиг.1, работает следующим образом.

Электронный поток, сформированный электронной пушкой 1, проходя входной резонатор 2 СВЧ-прибора, модулируется по скорости с частотой входного СВЧ-сигнала ω, подаваемого на коаксиальную линию передачи 12 ввода СВЧ-энергии, в результате чего осуществляется группировка электронного потока по плотности. При прохождении электронного потока через последующие резонаторы 3 группирователя электронных сгустков происходит дальнейшая группировка электронов, в результате чего образуются сильно сгруппированные электронные сгустки с частотой повторения ω. Далее электронные сгустки поступают в двухзазорный выходной резонатор 5. В первом ВЧ зазоре двухзазорного выходного резонатора 5 каждый электронный сгусток попадает в тормозящее электрическое СВЧ-поле, то есть в отрицательные фазы СВЧ-напряжения, противофазного и синфазного видов колебаний. Подбором параметров двухзазорного выходного резонатора 5 обеспечивают настройку его противофазного вида колебаний на частоту ω, а синфазного вида колебаний - на частоту 2ω. При этом расстояние между первым и вторым ВЧ зазорами двухзазорного выходного резонатора 4 выбирают таким образом, чтобы каждый электронный сгусток во втором ВЧ зазоре резонатора попал в тормозящее электрическое СВЧ-поле противофазного вида колебаний. При указанной настройке двухзазорного выходного резонатора каждый электронный сгусток во втором ВЧ зазоре автоматически попадает в тормозящее электрическое СВЧ-поле синфазного вида колебаний. Таким образом, в первом и втором ВЧ зазорах двухзазорного выходного резонатора электронные сгустки всегда попадают в тормозящую фазу электрических СВЧ-полей противофазного и синфазного видов колебаний, что приводит к эффективному отбору энергии от электронного потока СВЧ-полями противофазного и синфазного видов колебаний одновременно.

Эти результаты поясняются диаграммами, приведенными на фиг.9, на которых показано распределение в двухзазорном выходном резонаторе СВЧ-напряжений противофазного вида колебаний Uпр.ф.1 и Uпр.ф.2 с частотой ω и синфазного вида колебаний Uс.ф.1 и Uс.ф.2 с частотой 2ω соответственно в первом и втором ВЧ зазорах в зависимости от времени t, а также показано положение электронного сгустка 20. Из указанных временных диаграмм видно, что в обоих ВЧ зазорах электронные сгустки всегда попадают в тормозящую фазу электрического СВЧ-поля.

При обратной настройке, когда противофазный вид колебаний двухзазорного выходного резонатора настроен на частоту 2ω, а синфазный вид колебаний - на частоту ω, каждый электронный сгусток 20 попадает в тормозящее электрическое СВЧ-поле синфазного вида колебание в первом и во втором ВЧ зазорах двухзазорного выходного резонатора 5, то есть электронный сгусток отдает энергию СВЧ-полю в этих ВЧ зазорах. Для противофазного вида колебаний двухзазорного выходного резонатора электронный сгусток в первом ВЧ зазоре резонатора попадает в тормозящее электрическое СВЧ-поле, то есть также отдает энергию СВЧ-полю этого ВЧ зазора. При этом во втором ВЧ зазоре электронный сгусток попадает в ускоряющее электрическое СВЧ-поле, то есть отбирает энергию от СВЧ-поля резонатора, что снижает эффективность работы СВЧ-прибора. Эти результаты поясняются приведенными на фиг.10 временными диаграммами распределения в двухзазорном выходном резонаторе 5 СВЧ-напряжений противофазного вида колебаний Uпр.ф.1 и Uпр.ф.2 с частотой 2ω и синфазного вида колебаний Uс.ф.1 и Uс.ф.2 с частотой ω соответственно в первом и втором ВЧ зазорах.

Таким образом (как видно из фиг.9 и фиг.10), эффективный отбор энергии от электронного сгустка происходит только тогда, когда противофазный вид колебаний двухзазорного выходного резонатора настроен на частоту ω (частоту повторения электронных сгустков), а синфазный вид колебаний настроен на частоту 2ω.

Из двухзазорного выходного резонатора 5 СВЧ-энергия поступает в коаксиальную линию передачи 13 вывода СВЧ-энергии, а затем в нагрузку. При этом к коаксиальной линии передачи 13 подсоединены две петли связи 17 и 18, обеспечивающие связь этой линии 13 с двухзазорным выходным резонатором 5. Заданное расположение петель связи 17 и 18 в выходном резонаторе 5 и их взаимная ориентация обеспечивают вывод СВЧ-мощности из выходного резонатора 5 на синфазном (посредством петли связи 17) и противофазном (посредством петли связи 18) видах колебаний одновременно.

Предлагаемый СВЧ-прибор клистронного типа по второму варианту изобретения, конструкция которого показана на фиг.5, работает аналогичным образом. В этом варианте изобретения к коаксиальной линии передачи 13 вывода СВЧ-энергии подсоединены петля связи 17 и дополнительный проводник 19. При этом петля связи 17 обеспечивает вывод СВЧ-мощности из выходного резонатора 5 на синфазном виде колебаний с частотой 2ω, а дополнительный проводник 19 обеспечивает вывод СВЧ-мощности на противофазном виде колебаний с частотой ω.

Таким образом, предлагаемый СВЧ-прибор клистронного типа (по первому и второму вариантам изобретения) позволяет при подаче на его вход СВЧ-сигнала с частотой ω получать на выходе СВЧ-колебания на двух кратных частотах ω и 2ω одновременно, что расширяет функциональные возможности СВЧ-прибора. При этом величина СВЧ-мощности, полученной на выходе СВЧ-прибора на частотах ω и 2ω, существенно превышает величину СВЧ-мощности, поданной на вход СВЧ-прибора, что позволяет повысить КПД СВЧ-прибора.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1658771, МПК: H01J 25/10, публ. 15.06.1992 г.

2. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Том 2. М.: Высшая школа, 1972, с.152-152.

3. Патент США №4284922, МПК: H01J 25/10, публ. 18.08.1981 г.

4. Патент РФ №2194330, МПК: H01J 25/10, публ. 10.12.1992 г.

1. СВЧ-прибор клистронного типа, содержащий электронную пушку, многорезонаторный группирователь электронных сгустков, двухзазорный выходной резонатор, коллектор, ввод СВЧ-энергии и вывод СВЧ-энергии, причем выходной резонатор содержит расположенные соосно продольной оси СВЧ-прибора первую и вторую пролетные трубы, размещенные в выходном резонаторе со стороны группирователя электронных сгустков и со стороны коллектора соответственно, и соосно установленную между первой и второй пролетными трубами и отделенную от них высокочастотными зазорами центральную пролетную трубу, закрепленную в выходном резонаторе с помощью, по крайней мере, одного проводящего держателя, расположенного перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, вывод СВЧ-энергии выполнен в виде отрезка коаксиальной линии передачи, которая расположена перпендикулярно боковой стенке выходного резонатора, внешний проводник коаксиальной линии соединен с боковой стенкой выходного резонатора, а центральный проводник коаксиальной линии введен в выходной резонатор через отверстие в этой боковой стенке, при этом вывод СВЧ-энергии связан с выходным резонатором с помощью размещенной в этом резонаторе первой петли связи, один конец которой соединен с центральным проводником коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии, а второй конец первой петли связи соединен с боковой стенкой выходного резонатора, с которой соединен внешний проводник коаксиальной линии передачи вывода СВЧ-энергии, отличающийся тем, что выходной резонатор настроен одновременно на противофазный вид колебаний с рабочей частотой ω и на синфазный вид колебаний с рабочей частотой 2 ω, при этом выходной резонатор выполнен в виде коаксиального резонатора, продольная ось которого расположена перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, причем размещенные в выходном резонаторе, по крайней мере, один проводящий держатель и центральная пролетная труба образуют внутренний проводник коаксиального резонатора, внешний проводник коаксиального резонатора выполнен в виде проводящей трубы прямоугольного или круглого поперечного сечения, расположенной соосно внутреннему проводнику коаксиального резонатора, на противоположных концах внешнего проводника коаксиального резонатора параллельно продольной оси СВЧ-прибора расположены торцевые стенки выходного резонатора, в выходном резонаторе размещена вторая петля связи, один конец которой соединен с центральным проводником коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии, а второй конец второй петли связи соединен с боковой стенкой выходного резонатора, при этом угол между плоскостью, в которой расположена первая петля связи, и плоскостью, в которой расположена вторая петля связи, составляет α=90°±15°.

2. СВЧ-прибор по п.1, отличающийся тем, что плоскость первой петли связи, предназначенной для отвода мощности на частоте ω, перпендикулярна продольной оси СВЧ-прибора, а плоскость второй петли связи, предназначенной для отвода мощности на частоте 2 ω, параллельна продольной оси СВЧ-прибора.

3. СВЧ-прибор по п.1, отличающийся тем, что ось коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии расположена в средней плоскости продольного сечения выходного резонатора, перпендикулярной продольной оси СВЧ-прибора, при этом расстояние от оси коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии до ближайшей торцевой стенки выходного резонатора составляет Z=(0,25±0,05)H,
где Н - расстояние между торцевыми стенками выходного резонатора.

4. СВЧ-прибор клистронного типа, содержащий электронную пушку, многорезонаторный группирователь электронных сгустков, двухзазорный выходной резонатор, коллектор, ввод СВЧ-энергии и вывод СВЧ-энергии, причем выходной резонатор содержит расположенные соосно продольной оси СВЧ-прибора первую и вторую пролетные трубы, размещенные в выходном резонаторе со стороны группирователя электронных сгустков и со стороны коллектора соответственно, и соосно установленную между первой и второй пролетными трубами и отделенную от них высокочастотными зазорами центральную пролетную трубу, закрепленную в выходном резонаторе с помощью, по крайней мере, одного проводящего держателя, расположенного перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, вывод СВЧ-энергии выполнен в виде отрезка коаксиальной линии передачи, которая расположена перпендикулярно боковой стенке выходного резонатора, внешний проводник коаксиальной линии соединен с боковой стенкой выходного резонатора, а центральный проводник коаксиальной линии введен в выходной резонатор через отверстие в этой боковой стенке, при этом вывод СВЧ-энергии связан с выходным резонатором с помощью размещенной в этом резонаторе петли связи, один конец которой соединен с центральным проводником коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии, а второй конец петли связи соединен с боковой стенкой выходного резонатора, с которой соединен внешний проводник коаксиальной линии передачи вывода СВЧ-энергии, отличающийся тем, что выходной резонатор настроен одновременно на противофазный вид колебаний с рабочей частотой ω и на синфазный вид колебаний с рабочей частотой 2ω, при этом выходной резонатор выполнен в виде коаксиального резонатора, продольная ось которого расположена перпендикулярно продольной оси СВЧ-прибора, причем размещенные в выходном резонаторе, по крайней мере, один проводящий держатель и центральная пролетная труба образуют внутренний проводник коаксиального резонатора, внешний проводник коаксиального резонатора выполнен в виде проводящей трубы прямоугольного или круглого поперечного сечения, расположенной соосно внутреннему проводнику коаксиального резонатора, на противоположных концах внешнего проводника коаксиального резонатора параллельно продольной оси СВЧ-прибора расположены торцевые стенки выходного резонатора, в выходном резонаторе размещен дополнительный проводник, один конец которого соединен с центральным проводником коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии, а второй конец дополнительного проводника соединен с одним из проводящих держателей, при этом угол между плоскостью, в которой расположена петля связи, и плоскостью, совпадающей с торцевой поверхностью пролетной трубы, выбирается в интервале значений 0°<φ<90°.

5. СВЧ-прибор по п.4, отличающийся тем, что ось коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии расположена в средней плоскости продольного сечения выходного резонатора, перпендикулярной продольной оси СВЧ-прибора, равноудаленно от торцевых стенок выходного резонатора, при этом угол между плоскостью, в которой расположена петля связи, и плоскостью, совпадающей с торцевой поверхностью пролетной трубы, составляет φ=90°, а расстояние от места соединения дополнительного проводника с проводящим держателем до расположенной со стороны проводящего держателя торцевой стенки выходного резонатора составляет X=(0,5±0,05)L, где L - расстояние от продольной оси СВЧ-прибора до расположенной со стороны проводящего держателя торцевой стенки выходного резонатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области релятивистской высокочастотной электроники и может быть применено для генерации мощного СВЧ излучения. .

Изобретение относится к области импульсной радиотехники. .

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к электровакуумным приборам СВЧ, предназначенным для генерирования сверхкоротких электрических импульсов напряжения со сверхвысокой частотой повторения, и может быть использовано, например, в радиолокации, радиопротиводействии и в других областях техники.

Изобретение относится к области электронных приборов, в частности к вакуумным усилительным СВЧ приборам, и может быть использовано, например, в лампах бегущей волны (ЛБВ).

Изобретение относится к электронной технике, в частности к излучателям СВЧ-энергии, выполненным на основе электровакуумных СВЧ-приборов, и может быть использовано в системах дальней связи, включая сверхдальнюю космическую связь.

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к электровакуумным приборам СВЧ, предназначенным для генерирования сверхкоротких электрических импульсов напряжения со сверхвысокой частотой повторения, и может быть использовано, например, в радиолокации, радиопротиводействии и в других областях техники.

Изобретение относится к генерации электромагнитного излучения на основе колебаний виртуального катода (ВК) и может быть использовано при создании генераторов мощного сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения.

Гирокон // 2197030
Изобретение относится к технике СВЧ-генераторов и может быть использовано при разработке источников питания резонансных ускорителей заряженных частиц. .

Изобретение относится к технике генерации мощных электромагнитных импульсов (ЭМИ), может быть использовано при разработке соответствующих генераторов. .

Изобретение относится к области СВЧ техники и предназначено для увеличения функциональных возможностей усилителя СВЧ сигнала - лампы бегущей волны (ЛБВ)

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к СВЧ-приборам клистронного типа, предназначенным для получения СВЧ-мощности на нескольких кратных частотах

Изобретение относится к сверхвысокочастотной технике, в частности к устройствам генерации электромагнитного излучения на основе колебаний виртуального катода (ВК), и может быть использовано при создании генераторов сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения

Клистрон // 2507625
Изобретение относится к сверхвысокочастотной (СВЧ) технике, а именно к области генерации электромагнитного излучения, и может быть использовано при создании генераторов мощного СВЧ-излучения. Клистрон содержит установленные в вакуумной камере, подключенные к внешнему источнику питания катод и анод, резонансную структуру с выходным резонатором, состоящим из двух, внутренней и наружной относительно траектории пучка электронов, полостей. Резонансная структура окружена устройством для формирования ведущего магнитного поля. В выходном резонаторе помимо внутренней полости внешняя также снабжена средством вывода излучения, при этом обе полости настроены на одинаковую частоту. Технический результат - повышение эффективности использования энергии пучка электронов. 2 ил.

Изобретение относится к электронной СВЧ технике, а именно к электровакуумным СВЧ приборам гибридного типа - клистродам. Технический результат - повышение электрической прочности и КПД при высокой выходной мощности (более 20 КВт) в многолучевом электровакуумном приборе гибридного типа, предназначенном для работы во всей полосе частот телевизионного дециметрового диапазона (470÷860 МГц). Электровакуумный СВЧ прибор гибридного типа содержит катод, выполненный в виде совокупности отдельных эмиттирующих поверхностей, формирующих отдельные электронные лучи, управляющую сетку, выполненную в виде совокупности отдельных управляющих сеток, каждая из которых размещена соосно с соответствующей ей эмиттирующей поверхностью, а все вместе они закреплены на едином металлическом сеточном держателе, однозазорный входной резонатор, анод, трубы дрейфа, содержащие совокупность параллельных продольной оси прибора отдельных пролетных каналов для пропускания индивидуальных электронных лучей, каждый из которых соответствует своей эмиттирующей поверхности и управляющей сетке, коллектор, выходной однозазорный активный резонатор и наружный пассивный выходной резонатор, объединенные в систему связанных резонаторов. Связь между выходным активным резонатором и наружным выходным пассивным резонатором осуществляется посредством устройства, представляющего из себя незамкнутую петлю, размещенную в полости активного резонатора и соединенную с цилиндрической втулкой, размещенной в полости пассивного резонатора таким образом, что ее торцевая плоскость параллельна торцевой плоскости ответной втулки, расположенной на узкой стенке пассивного резонатора. Незамкнутый конец петли связи соединен с пластиной, имеющей форму кольцевого сегмента, в точке середины ее длины, таким образом, что плоскость пластины параллельна узкой стенке активного резонатора, при этом размеры пластины подбираются такими, чтобы обеспечить значение резонансной частоты петли на 10% ниже верхней границы рабочего диапазона прибора.1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано для генерации мощных импульсов электромагнитного излучения сильноточными электронными пучками. СВЧ-генератор с виртуальным катодом коаксиального типа содержит источник высокого напряжения (1), отрицательный электрод которого соединен с заземленной цилиндрической вакуумной камерой (2), высоковольтный изолятор (3), установленный в торце камеры, цилиндрический сеточный анод (7), расположенный вдоль оси камеры, соединенный с положительным электродом (9) источника высокого напряжения (1) через анододержатель (8) и высоковольтный изолятор (3), катодный узел с цилиндрическим катодом (11), расположенный внутри анода (7) на его оси и соединенный с вакуумной камерой (2) через коаксиальную конусную линию (4), широким концом подсоединенную к свободному торцу камеры (2), а узким концом к коаксиально-волноводному переходу (5), к которому подсоединены антенна (6) и согласующий элемент (14). Технический результат - расширение функциональных возможностей, повышение надежности устройства. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике генерации мощных электромагнитных импульсов и может быть использовано в импульсной радиолокации и при испытаниях технических средств на воздействие мощных импульсных электромагнитных полей. Технический результат - увеличение эмиссии электронов, что позволяет повысить мощность генератора ЭМИ. Генератор электромагнитных импульсов содержит фотокатод и сетчатый параболоидный анод, подключенные к первому источнику напряжения, и импульсный источник сферической волны излучения, который установлен внутри сетчатого параболоидного анода софокусно ему, дополнительно содержит сетчатый параболоидный динод, соосный и софокусный параболоидному аноду, расположенный между фотокатодом и сетчатым параболоидным анодом, и второй источник напряжения, подключенный к фотокатоду и к сетчатому параболоидному диноду. 1 ил.
Наверх