Многосекционный электронный усилитель

 

4093l2

Союз Советских

СО циалистичюских

Ре сп бпик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 07.1Ч.1972 (М 1771055/26-25) М,Кл. Н 01! 25/00 с присоединением заявки № ——

Государственный комвтет

Совета Мнннстров СССР пе делам нзобретеней и открытий

Пр иоритет—

Опубликовано ЗО.Х!.1973. Бюллетень № 48

УДК 621.385.G (OS8.8) Дата опубликования описания 28Л III.!97-!

AII TOP изобретения

В, И. Петроченков

Заявитель

МНОГОСЕКЦИОН Н Ы и ЭЛ EKTPOH H Ый УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится и области электроники СВЧ.

В качестве широкополосных усилителей электромагнитных колебаний широко применяют ЛБВ, а для увеличения их к. п. д. используют рекуперацию. Однако обычно ЛБВ имеют малый коэффициент рекуперации изза пониженного токопрохождения и неизбежного в этом случае большого разброса электронов по скоростям. 10

Цель изобретения — повышение к. п. д. усилителя прн сохранении высокого коэффициента усиления.

Цель достигается тем, что для увеличения эффективности рекуперации в предлагаемом 15 многосекционном электронном усилителе уменьшена электрическая длина выходной секции, т. е. разность потенциалов между катодом ЛБВ и коллектором. Уменьшение выходной мощности компенсируется в выходной ао секции, выполненной в виде магнетронного усилителя в одной вакуумной оболочке с

ЛЬВ, причем магпетронныи усилитель соединен с ней по ВЧ последовательно и имеет катод, обьединенный в единое целое с коллек- 25 тором ЛБВ. При этом аноды всех секций заземлены, а рабочий анодный ток выходной секции (магнетронного усилителя) выбран примерно равным анодному току ЛБВ.

Таким образом, основным источником энер- 30 гпн для выходной секции является источник питания катода ЛЬВ. Эта энергия в скрещенных полях эффективно преобразуется в электромагнитные колебания, а общий к. п. д. усилителя повышается, приближаясь к обычной для усилнтелей М-типа величине. Посколыку рекуперация практически никогда не может быть полной, то часть выделенного тепла при этом полезно псгюльзована для подогрева катода выходной секции, что ведет к дальнейшему повышению к. п. д. устройства.

На фиг. 1 изображен предлагаемьш электронный усилитель, разрез; на фиг. 2 — электрическая схема усилителя.

Пушка Пирса 1, замедляющая система 2 (анод), магнтгы 8, полюсные наконечники 4 и коллектор б образуют входную секцию (ЛБВ) с магнитной периодической фокусировкой. Ьыход этой секции llo ВЧ связан коакспальной линией б с входом выходной секции. Последняя образована свернутой в кольцо замедляющей системой (анодом) 7, эмигтпрующHiil катодом 8 (выполнен как одно целое с коллектором б) и магнитной системой, состоящей из магнитов 9 и lloJIIocHblx наконечников 10. Коллекторно-катодный узел центрпруется и поддерживается изоляторами

11 и 12, причем изолятор 12 защищен изолирующей крышкой 18 п имеет гибкий изолированный кабель для подключения к источнику

409312

1 2 „7 высокого напряжения. Аналогичным кабелем

14 снабжен и высоковольтный ввод пушки 1.

Все секции устройства заключены в общую вакуумную оболочку 15.

Действует предлагаемый электронный усилитель следующим образом, Поданный на вход сигнал усиливается в

ЛБВ и поступает для дальнейшего усиления в выходную секцию, представляющую собой по принципу действия обычный усилитель со скрещенными полями. Усиленный сигнал через вывод ВЧ энергии поступает в полезную нагрузку.

Отличительной особенностью входной секции от известных мощных ЛБВ является режим работы ее выходного конца. Он выбран ближе к линейному, чем к .режиму насыщения, при этом разброс электронов по скоростям мал, а рекуперация более глубокая. Поскольку коллектор совмещен с катодом выходной секции, то их потенциалы относительно анода выходной секции одинаковы, а параметры пространства взаимодействия выходной секции рассчитаны на этот потенциал и на ток, примерно равный току, протекающему в катодной цепи секции. Теплоотвод от катодаколлектора подобран так, чтобы температура последнего соответствовала рабочей температуре. При этом надобность в подогревателе отпадает.

Ход силовых линий постоянного магнитного поля подбирают формой полюсных наконечников так, чтобы возможно большее число вторичных электронов вновь возвращалось на коллектор и поглощалось им. В остальном выходная секция — обычный магнетрон ный усилитель, который также может быть много екциоииым.

Из-за малого разброса электронов по скоростям рекуперация во входной секции (фиг. 2) может быть достаточно глубокой.

Поэтому напряжение смещения на коллекторе г1а, может составлять 0,1 — 0,2У 1, У. — напряжение на катоде ЛБВ. Тогда очевидно, что питание выходной секции осуществляется в основном за счет, источника

Ua1.

Таким образом, в целом предлагаемый электронный усилитель является многосекционным с высокими коэффициентом усиления и к. п. д. и широкой полосой пропускания при минимальном числе источников питания и минимальных габаритах. Кроме того, поскольку в мощных ЛБВ фазовая нестабильность обычно связана с нелинейными процессами на выходном участке пространства взаимодейст2о вия, то замена этого участка на секцию взаимодействия в скрещенных полях должна повысить общую фазовую стабильность предлагаемого устройства по сравнению с обычной

ЛБВ.

Предмет изобретения

Миогосекционный электронный усилитель, который в качестве входной секции имеет зо ЛБВ с рекуперацией, содержащую коллекторы и аноды, и в качестве выходной секции —— секцию взаимодействия в скрещенных полях, содержащую катод и, анод, отличающийся тем, что, с целью повышения к. п. д. коллек35 тор входной секции совмещен с катодом выходной секции, а аноды всех секций заземлены.

409312

Составитель Б. Зверев

Техред T. Миронова

Редактор И. Орлова

Корректор О. Тюрина

Заказ 1804 Изд. № 1104 Тираж 768

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Моск.ва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Подпис.ю

Обл. тпп. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли