Релятивистский свч-генератор

(5)4 Н 01 Я 25 6 САНИЕ И ТЕНИЯ ОСУДАРСТВЕННИЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОСКОМУ СВИДЕТЕЛЫТ(71) Научно-исследовательский институт ядерной фиэикипри Томском политехническом институте им. С.М.Кирова (72) А.Г.Жерлицын, С.И.Кузнецов, Г.В.иельников и Ю.Г.Штейн(56) Шевчик В.Н. и др. Волновые колебательные системы в электронных потоках СВУ, Саратов( Иэд-во СГЦ, 1962, с. 113.Диденко А,Н. и др. - Письма в ЖТФ, 1979, Ф 6, с. 321.(54) РЕЛЯТИВИСТСКИЙ СВЧ-ГЕНЕРАТОР, (57) Изобретение может быть использовано для генерации мощных радиоим-,пульсов сильноточными релятивистскимиэлектронными пусками, Вакуумная камера 1 выполнена с окном 2 для выводаСВЧ-энергии. Анод 4 подключен к источнику высокого напряжения черезотверстия в боковой стенке вакуумнойкамеры 1, В торце вакуумной камеры 1,противоположной окну 2, установленпараболический отражатель 3, в фокусе которого размещен анод 4, При подаче напряжения 500 кВ на зазор ка"тод 5 - анод 4 генератора происходитгенерирование мощного СВЧ-импульсав 10-сантиметровом диапазоне. Мощность в импульсе составляет 3-5 ГВт,Таким образом, релятивистский триодный генератор позволяет повысить КПДи, следовательно, увеличить уровеньгенерируемой мощности. 1 ил..Изобретение относится к техникеСВЧ и может быть испаддьзовано для генерации мащнык радиоимпульсан сильцаточньдмдд релятивистскими электроннымипускамц.Цель изобретения - повышение КПДрелятивистского генератора.Иа чертеже представлено предлагаемое устройствоУстройство содержит цилиндрическуювакуумную камеру 1, изготовленную цзметалла, причем размеры камеры намного больше генерируемой длины волны.С одной стороны вакуумная камера заканчивается окном 2 для вывода СВЧэнергии, с другой - металлическим отражателем 3, имеющим параболическуюповерхность. Внутри вакуумной камерыустанонлен анод 4, напротив анода расположен катод 5. Лцод 4 может бытьвыполнен из тонкой металлической фольги, прозрачной для потока электронов,либо из тонкой металлической сетки.Лнод 4 подключен к положительномуэлектроду источника 6 высокого напряжения через отверстие н боковойстенке вакуумной камеры и высоковольтный изолятор . Катод 5 подсое динен к заземленному электроду источника напряжения,Устройство работает следующимобразом.Импульс палажительцоц полярностиот источника 6 высокого напряжениячерез высоковольтный изолятор 7 прикладывается к промежутку анод 4 - катод 5 Катод работает н режиме взрывной эмиссии. Электронь, эмиттцровацные с поверхности катода, ускоряютсян промежутке и после пролета анодаобразуют виртуальный катод ца расстоянии, примерно ранцам зазору анод -реальцьддд катод, В образуемой потеццнальмой яме н области катод - анад -виртуальный катод происходят осццлляцци цектронов и развивается неус"тойчцность, являющаяся источникоммощного СВЧ-излучения, В пространство же пушки будет попадать лишь частьСВЧ"энергии, излученнай генерируемымэлементом реальный катод - анод -виртуальный катац перпендикулярно асиустройства, которая существенно меньше излучения вдоль оси, Энергия, отраженная от боковых стенок металлической вакуумной камеры, создает обратную связь н генераторе, Доля энергии, попавшая н пространство пушки,5 10 1.20 25 30 35 40 ие окажет существенного влияния навеличину обратной связи, а значи:. ина работу устройства н целом. Все этоприведет к увеличению урания выходной мощности генератора,Отражатель 3 может иметь параболическую форму для дополнительной фокусировки излучеддия.Таким образом, с помощью предлагаемого устройства можно увеличитьКПД генератора по сравнению с прототипом.П р и м е р. В качестве источникавысоковольтного напрд 1 жеддия используется ускоритель с параметрами: энергия электронон 400-500 кзВ, ток пучка 15-20 кЛ, длительность импульса60-80 нс. Вакуумная камера выполненаиэ латуни и имеет следующие размеры;длину 1 м, диаметр 1 м, параболический отражатель изготовлен также излатуни и имеет диаметр.раскрыва 1 м,Фокусное расстояние 25 см. В качестве анода применена вольфрамовая сеткас прозрачностью 0,6-0,7, катод выполнен из нержавеющей стали. Расстояниеанод - реальйый катод 2 см, Окно вывода СВЧ-энергии вакуумцруется диэлектриком (например, оргстеклом),прозрачным для СВЧ, При подаче напря.женил 500 кВ на зазор катод - анодгенератора происходит генерированиемощного СВЧ-импульса в 10-сантиметровом диапазоне. Мощность импульсасоставляет 3 - 5 ГВт, Таким образам,такой релятивистский триадный генератор позволит повысить КПД и, следа"вательна унеличить уровень генерируемой мощности,Формула изобретенияРелятивистский СВЧ-генератор, содержащий цилиндрическую накуумнуюкамеру с окнам для вывода энергии нее торце, внутри которой перпендикулярно осц расположены противолежащиекатод и ачод, прозра ный для потокаэлектронов, соединенный с вводом анодного питаддця, проходящим через отверстие в стенке вакуумной камеры,о т и и ч а ю щ и й с я тем, что,с цельй панышення КПЯ генератора, отверстие для ввода анаднаго питаниявыполнена н боковой стен.е вакуумнойкамеры, а гротцвопаложная окну вывода энергии стенка накуумцой камерыпыпалиена н виде параболического отражателя,