Гирорезонансный усилитель

 

0 Й

254666

Ihoes Советскиз

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07.!1.1968 (№ 1216686/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17.Х.1969. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 17.III.1970

Кл. 2lg, 13/17

МПК Н 03f

УДК 621.385.6 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий.при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

В. А. Жураховский

Заявитель

ГИРОРЕЗОНАНСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Известны гирорезонасные усилители, содержащие устройство формирования поливантового электронного потока в постоянном магнитном поле, полую электродинамическую систему, пронизываемую этим потоком, коллек- 5 тор, магнитную систему, охватывающую секции группирователя, дрейфа и отбирателя указанной системы.

С целью повышения коэффициента полезного действия в предлагаемом устройстве мат- 10 нитная система разделена на два соленоида— длинный, с пониженной индукцией поля, гирочастота которого соответствует целой доле, например половине или трети частоты усиливаемого сигнала, охватывающий участок от 1s первой секции дрейфа, и короткий, с высокой индукцией поля, охватывающий секцию отбора мощности и конец участка дрейфа.

На чертеже представлена схема предлагаемого усилителя. 20

Усилитель содержит электродинамическую систему 1, которая образует одновременно вакуумную оболочку прибора, устройство ввода

2 и вывода 8 ммоощщннооссттии, соленоиды 4 интенсивного поля, 5, — умеренного поля, вспомо- 2s гательный 6, устройство 7 формирования поливинтового электронного потока с большой энергией вращательного движения, в качестве которото может быть использована, в частности, магнетронно-инжекционная пушка (для 30 формования поливинтового потока могут быть использованы и другие устройства, например, основанные на отклонении первоначально прямолинейного потока в поперечных электростатических .или магнитостатических полях).

Пушка имеет катод 8 и анод, который может быть изолирован от корпуса, либо являться конструктивным элементом, связанным с оболочкой прибора, коллектор электронов 9, находящийся под одним потенциалом с электродинамической системой и являющийся ее продолжением, может быть изолирован по постоянному току (функции вывода мощности и коллектора можно совмещать или разделять при наличии отдельного вывода мощности).

Усилитель содержит запредельные участки

10 — 12 и поглотитель 18, например в виде пасты, содержащей мелкодисперсное железо для обеспечения развязки между секциями— группирователем 14, зоной дрейфа 15, отбирателем 16.

Усилитель включает дополнительные группирующие секции, размещенные между собой первым группирователем и отбирателем, как всякий секционированный усилитель. Группирующие и отбирающие секции выполняются в виде открытых резонаторов (наличие поглотителя создает имитацию излучения открытого резонатора в свободное пространство) или в виде волновых отрезков с согласованными по254666

10 глощающими нагрузками на концах (волноводный вариант обеспечивает большее значение полосы одновременно усиливаемых частот) .

Собственно новым в конструкции описываемого усилителя является разделение основного источника магнитного поля на два соленоида — длинный 5 (умеренной интенсивности) и короткий 4 (высокой интенсивности) вместо одного длинного соленоида высокой интенсивности с намоткой вдоль всего прибора, .следовательно, поперечники группирователя и отбирателя выполняются различными, поскольку согласно изменению интенсивности направляющего магнитного поля, меняется и средний диаметр электронного потока.

Кривая 17 показывает зависимость напряженности осевого магнитного поля от продольной координаты.

Предлагаемый усилитель работает следующим образом.

Электронный поток, имитируемый катодом

8, испытывает одновременное воздействие осевого магнитного и радиального-осевого электрического полей, в результате чего частицы приобретают:поступательную и вращательную компоненты скорости. В нарастающем краевом магнитном поле соленоида 5 вращательная компонента скорости электронов спирализованного потока возрастает за счет уменьшения поступательной компоненты. Вводимый через устройство ввода сигнал модулирует своей частотой электроны по вращательной скорости, причем взаимодействие происходит на одной из высших гармоник гирочастоты, интенсивность поля соленоида 5 такова, что гирочастота составляет лишь часть (половина, треть и т. д.) от частоты сигнала. На участке зонного дрейфа модуляции по скорости, т. е. фактически — по гирочастоте, зависящей в релятивистском приближении от скорости (эта зависимость является принципиальной для работы гироприборов, в том числе и низковольтных), переходит в модуляцию той же частоты по азимутальному положению частиц и приводит к появлению азимутальной компоненты переменного тока, тоже частоты сигнала. Несмотря на сравнительно невысокую глубину модуляции по скорости, выбором соответствующей длины пространства дрейфа можно обеспечить высокую глубину модуляции IIQ азимутальному положению и значительный переменный ток, В заключительной части зоны группировки, где начинает проявляться краевое поле соленоида 4, гирочастота постепенно увеличивается и достигает значе15

55 ния частоты сигнала. Вращательная компонента скорости электронов также возрастает, происходит догруппировка частиц по азимутальному положению, при этом частота модуляции не изменяется. Попадая в отбиратель, электроны отдают энергию, порождая высокочастотное излучение, причем взаимодейсгвие происходит на основной гармонике гирочастоты, и это обеспечивает высокую эффективность энергообмена в системе пучок — волна. Отработанные электроны улавливаются коллектор ом электр онов.

Таким образом, предлагаемый усилитель экономно решает задачу обеспечения гироприбора интенсивным магнитным полем при со- хранении высокой эффективности взаимодействия. Выбор режима модуляции на часготе сигнала при взаимодействии на гармонике гирочастоты позволяет отказаться от мощного источника магнитного поля, распределенного вдоль всего прибора, и ограничиться источником интенсивного поля только в заключительной части участка дрейфа и в секции отбора энергии.

Следует отметить, что использование режима основного резонанса в отбирателе не является единственно возможным. С целью снижения в целом по прибору напряженности магнитного поля можно применять в отбирающей секции режим взаимодействия íà гармонике гирочастоты, например на второй, тогда секции модулирования и группирования могут работать на соответствующих кратных гармониках, например, на четвертой.

Предмет изобретения

Гирорезонансный усилитель, содержащий устройсгво формирования поливинтового электронного потока в постоянном магнитном поле, полую электродинамическую систему, пронизываемую этим потоком, коллектор, магнитную систему, охватывающую секции группирователя, дрейфа и отбирателя указанной системы, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия, магнитная система разделена на два соленоида, первый из которых создает слабое магнитное поле, гирочастота которого соответствует целой доле, например половине или трети частоты усиливаемого сигнала, а второй, охватывающий остальную короткую часть указанной системы, включая конец секции дрейфа и секцию отбирателя, создает интенсивное магнитное поле, обеспечивающее работу на основном резонансе.

254666

Редактор Т. И. Морозова

Заказ 421/6 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Л. Рубинчик

Техред Л. Я. Левина

Корректоры: В. Петрова и Е. Ласточкина