Лампа бегущей волны
АНИЕ
ОПИС
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сова Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 28.Ч!!.1967 (№ 1174918(26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 17.IV.1970. Бюллетень № 15
Дата опубликования описания 28Ч11.1970
Кл 21g, 13/17
МПК Н ОЦ
УДК 621.385.632 (088.8) Комитет ll0 делам изобретений и открытий ори Совете Министров
СССР
Авторы изобретения
М. Э. Авербух, Д. Д. Милютин и Л. В. Поздняков
Заявитель
ЛАМПА БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ
Изобретение относится к электронным СВЧприборам, а именно — к лампам бегущей волны (ЛБВ) с невзаимным поглощением СВЧэнергии.
Известны ЛБВ со спиральной замедляющей системой и невзаимным (то есть поглощающим встречную волну в большей степени, чем прямую) поглотителем, размещенным между входом и выходом ЛБВ. В основном, это ЛБВ с фокусировкой электронного потока однородным продольным магнитным полем. Преимущество невзаимных поглотителей заключается в усилении развязки выхода от входа и уменьшении поглощения полезной прямой волны по сравнению с ЛБВ, имеющими взаимные (из аквадага, пиролизного углерода) поглотители.
Невзаимные поглотители для однородных подмагничивающих полей представляют собой однородные ферритовые стержни, трубки и спирали или неоднородные спирали и трубки, а также системы произвольно расположенных ферритовых колец различного диаметра. Однако такие поглотители непригодны для ЛБВ с фокусировкой электронного луча магнитным полем, периодически меняющим свое направление вдоль лампы, так как в протяженной или (в общем случае) в разрывной (когда период разрывов не совпадает с периодом подмагничивающего поля, или разрывы апериодичны) ферритовой дегали прямая и встречная волны в равной степени проходят чередующиеся участки слабого и сильного поглощения, соответствующие участкам с взаимно противоположными направлениями продольной составляющей подмагничнвающего поля.
Поэтому в ЛБВ с магнитной периодической фокусирующей системой (МПФС) невзаимный поглотитель выполнен в виде ферритовых элементов, использующих остаточную немагни10 ченность после предварительного намагничивания по азимуту, а не поле фокусирующей подмагничпвающей системы. Хотя, как доказано экспериментально и теоретически, азимутально намагниченный феррит создает невза15 имное поглощение в спирали, использование остаточной намагниченности ненадежно, ибо она у феррптов СВЧ сильно зависит от темчературы и значительно сокращается при нагревании в пределах обычных атмосферных тем20 ператур (до +60 С).
Целью изобретения является обеспечение стабильного невзаимного поглощения энергии
СВЧ-диапазона н возможность изменения частотного диапазона поглощения.
25 Для достижения этой цели в ЛБВ со спиральной замедляющей системой и МПФС, состоящей пз последовательно установленных кольцевых аксиально намагниченных магнитов, между которыми расположены кольце30 вые полюсные наконечники, внутри ее цилин269325
15 го
Зо
3 дрического объема, ограниченного МПФС, размещены чередующиеся ферритовые и немагнитные изолирующие элементы (например, в виде колец или стержней), причем ферритовые элементы расположены в областях между полюсными наконечниками МПФС, где продольное магнитное поле имеет одинаковое направление.
Для увеличения невзаимного поглощения в узкой полосе частот ферритовые элементы расположены с периодом, равным или в целое число раз превышающим период МПФС, в ооластях продольного магнитного поля одинаковой величины.
Для расширения полосы поглощаемых частот ферритовые элементы могут быть смещены относительно середины области между полюсными наконечниками на различные для каждого элемента, но не превышающие четверти периода МПФС расстояния.
На фиг. 1 показана предложенная ЛБВ с периодическим расположением ферритовых элементов; на фиг. 2 — то же, с непериодическим расположением ферритовых элементов.
Замедляющая система 1 представляет собой .цилиндрическую спираль из проводящей проволоки круглого или прямоугольного сечения, закрепленную в направляющих изолирующих стержнях или туго посаженную внутрь калиброванной изолирующей трубки 2 (стеклянной, кварцевой, сапфировой или керамической) .
Для фокусировки электронного потока, проходящего внутри системы 1, использована
МПФС из кольцевых постоянных магнитов 3, намагниченных вдоль образующей и набранных в пакет так, что поле каждого магнита .направлено навстречу полям обоих соседних магнитов (направления магнитных полей показаны стрелками). Большая часть магнитного потока ответвляется внутрь замедляющей системы 1 кольцевыми полюсными наконечниками 4.
Невзаимный поглотитель набран из периодически чередующихся ферритовых СВЧ 5 и нем агнитных диэлектрических б элементов (колец). Период набора равен периоду подмагничивающей системы, а ферритовые эле.менты 5, имеющие длину менее половины периода, расположены в областях продольной составляющей поля с одинаковым направлением (фиг. 1). Диэлектрические элементы б для уменьшения внутренних отражений СВЧволны имеют диэлектрическую проницаемость, примерно равную диэлектрической проницаемости феррита. Концы набора согласованы по СВЧ плавным уменьшением тела поглотителя. При таком размещении постоянно подмагничиваемых ферритовых элементов 5 их нестабильность (временная и температурная) связана только с нестабильностью постоянных магнитов 3, которая гораздо ниже, чем нестабильность ферритов СВЧ.
Преимуществом предложенного устройства является возможность передвигать ферритовые элементы в область большего или меньшего продольного поля и тем самым управлять частотой поглощаемой волны, которая г.ропорциональна величине подмагничивающего поля в фсррите. Таким образом, ферритовые элементы 5, оставаясь в областях с одинаковым направлением продольного подмагничивающего поля, могут быть размещены непериодически, т. е. на различных расстояниях друг от друга (фиг. 2) так, что различные ферритовые элементы 5 будут подмагничиваться различными по величине внешними продольными полями. При этом так как частогы волн, поглощаемых различными ферритовыми элементами 5, пропорциональны напряженности подмагничивающего поля, они будут огличаться друг от друга, и невзаимный поглотитель в целом будет более широкополосным, чем при периодическом размещении элементов. Достижение широкополосности с помошью одинаковых и, следовательно, более npocTbIx и дешевых ферритовых деталей является одним пз преимуществ предложенного устройства.
Очевидно, все свойства и преимущества невзаимного поглотителя сохраняется, если период размещения ферритовых элементов 5 будет превышать период МПФС в целое число раз.
Пр едм ет из обретен ия
1. Лампа бегущей волны (ЛБВ) со спиральной замедляющей системой и магнитной периодической фокусирующей системой (МПФС), состоящей из последовательно установленных кольцевых магнитов, между которыми расположены кольцевые полюсные наконечники, от гичающаяся тем, что, с целью обеспечения стабильного невзаимного поглощения энергии СВь1-диапазона и возможности изменения частотного диапазона поглощения, внутри цилиндрического объема ЛБВ, ограниченного МПФС, размещены чередующиеся ферритовые и немагнитные изолирующие элементы (например, в виде колец или стержней), причем ферритовые элементы расположены в обласг ях между полюсными наконечниками
МПФС, где продольное магнитное поле имеет одинакозое направление.
2, ЛБВ по п. 1, отличаюшаяся тем, что, с целью получсния увеличенного невзаимного гоглощения энергии СВЧ-диапазона в узкой полосе частот, ферритовые элементы располо>кены периодически с периодом, равным или в целое число раз превышающим период МПФС, в областях продольного магнитного поля одинакозой величины.
3. ЛБВ по и, 1, атличагогчаяся тем, что, с цсльго расширения полосы поглощаемых частот, ферритовые элементы смещены относительг1о середины области между. полюсными наконечниками на различные для каждого элемента, но не превьппающие четверти периода МПФС расстояния.
269325
Составитель Л. Фролова
Редактор Н. О. Громов Техред А. А. Камышникова Корректор М. П. Ромашова
Заказ 1997/15 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва К-35, Раушская наб., д. 4у5
Типография, пр. Сапунова, 2
