Электронный умножитель частоты

 

О П И С А Н И Е 25688I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЛВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союа Советских

Социалистических республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 27.VI.1968 (№ 1251122/26-25) Кл. 21g, 13jl6

27а4, б/02 с присоединением заявки ¹

МПК, Н 01) Н ОЗЬ

УДК 621.385.601 . (088.8) Приоритет

Опубликовано 02.!Ъ .1970. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 1.IX.1970

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

И. В. Лебедев

Московский энергетический институт

Заявитель

ЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области электронных приборов СВЧ-диапазона.

Известен умножитель частоты, представляющий собой магнетрон с резонаторами разных размеров, расположенными в общем анодном блоке и настроенными соответственно на входную и выходную (кратные) частоты. До сих пор подобные устройства не получили развития, что в значительной мере связано с низкой эффективностью группирования электронного потока и отбора =-нергии в такой системе.

В предложенном умножителе для обеспечения высокой кратности умножения частоты н повышения к.п.д. количество резонаторов второй (выход ной) резонаторной системы в целое число раз превышает количество резонаторов первой (входной) системы. При этом резонансная частота второй системы в такое же число раз превышает резонансную частоту первой системы.

На чертеже схематически изображен предложенный прибор.

Умножитель имеет две резонаторные системы, каждая из которых замкнута в кольцо подобно резонаторным системам современных магнетронных генераторов. Резонаторная система 1 играет роль входного каскада умножителя (группироьателя электронного потока) и настроена на частоту входного сигнала в„

Система 2, расположенная соосно системе 1, настроена на частоту ое. кратную частоте I)I.

По оси обеих систем расположен отрицательный электрод 3, имеющий эптиттирующую коническую илп цилиндрическую поверхность 4 в области первой резонаторной системы.

Внутренняя поверхность системы 1 имеет форму усеченного конуса с вершиной, обращенной в сторону второй резонаторной системы. Благодаря этому первый каскад умножи10 теля играет роль не только группирователя электронного потока, но и инжекторной магнетронной пушки типа Кайно-Тейлора. При этом обеспечивается группирование спираль. ного электронного потока, поступающего из первого каскада во второй, при отсутствии связи между каскадами по СВЧ-полю. Одновременно ооеспечивается значительное сокращение протяженности магнитного зазора.

Вращательное движение электронного пото20 ка создается не входным СВЧ-сигналом, а постоянными скрещенными полямп. Высокочастотная энергия электронного пучка может быть много меньше энергии, сооощаемой источником постоянного тока. В выходном кас25 каде электроны отдают не кинетическую, а потенциальную энергию, что обеспечивает уменьшение потерь преобразования и позволяет получить усиление при высокой кратности умножения частоты. Количество резонаторов в

30 выходном блоке рассматриваемого умножитс256881

Составитель Е. Л. Балабаи

Техред 3. Н. Тараненко Корректор Н. А. Митрохина

Редактор Н. С. Коган

Заказ 232519 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ля должно превышать число резонаторов (число щелей) во входном блоке в целое число раз, в точности равное кратности умножения частоты.

При большой кратйости умножения (т=5—

=10 и более) целесообразно выбирать число

N> минимальным, равным 2. При этом конический анод «активной» пушки имеет две щели, параллельные оси прибора.

Ввод и вывод энергии в системах 1 и 2 обеспечиваются обычными способами, например, с помощью петель или отверстий. Для упрощения питания умножителя системы 1 и 2 могуг быть соединены по постоянному току. В последнем случае диаметры пространств взаимодействия входного и выходного каскадов должны быть одинаковыми для обеспечения неизменности постоянного электрического поля (Š— — Е ). Экранировки резонаторных систем

l и 2 по высокой частоте не требуется, что позволяет практически полностью устранить переходную область, ухудшающую прохождение электронного потока.

Для настройки резонаторных систем на требуемые кратные частоты могут быть использаваны обычные средства, применяемые в магнетронных генераторах СВЧ-диапазона.

С целью повышения выходной мощности и к.п.д. умножителя возможно использование частично эмиттирующего отрицательного электрода в области второго (выходного) каскада, Для значительного расширения рабочей полосы частоты используются нерезонансные замедляющие системы, В этом случае для поддержания синхронизма необходимо обеспечить в рабочей полосе частот равенство фазовых скоростей замедленных волн U4,, и Уф, в первом и во втором каскадах (при равенстве напряженностей постоянного электрического поля в пространствах взаимодействия первого и второго каскадов).

15 Предмет изобретения

Электронный умножитель частоты диапазона СВЧ, содержащий две не связанные по высокой частоте соосные кольцевые резонатор20 ные системы и цилиндрический и конический электрод, отличающийся тем, что, с целью обеспечения высокой кратности умножения частоты и повышения к.п.д., количество резонаторов второй (выходной) резонаторной сис25 темы в целое число раз превышает количество резонаторов первой (входной) системы. причем резонансная частота второй системы в такое же число раз превышает резонансную частоту первой системы.