Гирорезонансный усилитель

Союз Соеетскик Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваМПК Н 031 3/5 Заявлено 25,Ч 1,1969 ( 1340272/26-9)с присоединением заявки-ПриоритетОпубликовано 21,Ч 1,1971, Бюллетень20Дата опубликования описания 04 тЧП 1.1971 Комитет по деламзобретений и откры УДК 621.385,6(088,8 оеете Министрое СССР обретения аховскии явител ГИРОРЕЗОНАНСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ силения основе интовывано, в каскада 5 или раИзобретение относится к технике уэлектромагнитных колебаний СВЧ наприменения электронных приборов с вми пучками и может быть использочастности, в качестве оконечногомощных передающих устройств связидиолокационной аппаратуры.Известны гирорезонансные усилители, содержащие устройство формирования поливинтового электронного потока, коллектор и по лую волноводную электродинамическую систему, пронизываемую поперек этим потоком.Недостатком известных гирорезонансных усилителей является невысокий коэффициент полезного действия и недостаточная устойчи вость к самовозбуждению.С целью повышения коэффициент полезного действия и увеличения взаимодействия в системе пучок-волна в процессе усиления в предлагаемом усилителе электродинамическая 2 система разделена на группирователь, образованный пространственно разнесенными параллельно расположенными волноводами с запиткой через фазовращатели от общего источника питания, и отбиратель в форме располо женного параллельно группирователю волновода переменного профиля, компенсирующего побочный эффект дополнительного набега фазы поля вдоль отбирателя, соединенный с реактивной частью мощности взаимодействия, ч На фиг, 1 показано предлагаемое устройство, вид сверху и разрез по А - А на фиг. 1; на фиг. 2 - вид сбоку в частичном разрезе.Усилитель содержит электродинамическую систему 1, которая одновременно является вакуумной оболочкой прибора, устройства 2 и 3 ввода и вывода мощности, основной и вспомогательный соленоиды 4 и б с формой витков, приближенной к прямоугольной, непоказанное на чертеже устройство формирования ленточного поливинтового электронного потока б с большой энергией вращательного движения, катод 7 пушки, при этом анод пушки может быть изолирован от корпуса или является конструктивным элементом, связанным с оболочкой прибора, плоский коллектор 8 электронов, который может находиться под одним потенциалом с электродинамической системой либо может быть изолирован по постоянному току, запредельные участки 9, 10 и 11 и поглотитель 12 и 13 для обеспечения развязки между секциями - волноводом 14 модуляции, зоной 15 дрейфа и волноводом 1 б отбора энергии.Усилитель работает следующим образом.Поливинтовой электронный поток б в нарастающем краевом магнитном поле:олепоидз 4 увеличивает вращательную компонент" скорости электронов за счет уменьшения поступательной компоненты и пронизывает по 307491перек волновод 14, который возбуждается на бегущей волне Е с помощью устройства 2 ввода сигнала. Для осуществления вентильного характера взаимодействия электронов с полем оси электронных траекторий располагаются в плоскости, имеющей равные модули обеих компонент электрического поля, лежащих в осевом сечении волновода (при работе на основном гирорезонансе), или равные мо дули их производных по направлению, перпендикулярному к оси волновода и к средней плоскости электронных траекторий (при работе на второй гармонике гирочастоты), при этом исключается кумулятивная связь погока электронов с волной, бегущей в направлении от поглотителя 13 к устройству 2 ввода мощности и, следовательно, устраняется обратная связь между отдельными слоями электронного потока. Направление статического магнитного поля согласуется с положением средней плоскости электронных траекторий, в результате чего электроны вращаются в ту же сторону, что и вектор электрического СВЧ-поля рабочей, а не паразитной, бегущей Е-волны,Пройдя волновод 14 со сравнительно слабым полем, промодулированные в нем по вращательной скорости электроны поступают на участок 15 дрейфа, где модуляция по скорости, т. е. фактически - по массе (гирочастоте), зависящей в релятивистском приближении от скорости, переходит в модуляцию по азимутальному и дрейфово му положению частиц и приводит тем самым к появлению интенсивной азимутальной компоненты переменного тока. Пересекая отбиратель (волновод 1 б) при соблюдении тех же геометрических условий, необходимых для группирователя (волновода 14), электроны отдают энергию возбуждаемому ими же полю Е-волны, распространяющемуся и нарастающему в направлении от поглотителя 13 к устройству д вывода.За счет переменного профиля волновода 5 1 б отбирателя компенсируется изменение фазовой скорости волны, связанное с активно- индуктивным характером электронной нагрузки поливинтовым потоком для электрического СВЧ-поля, в результате чего достигается 10 когерентность вкладов всех слоев потока вактивную мощность усиливаемой волны. Отработанные электроны улавливаются коллектором 8.Предлагаемый прибор является мощным 15 усилителем миллиметрового диапазона радиоволн и характеризуется высоким к. п.д.Предмет изобретенияГирорезонансный усилитель, содержащийустройство формирования поливинтового электронного потока, коллектор и полую волноводную электродинамическую систему, пронизы ваемую поперек этим потоком, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия и увеличения взаимодействия в системе пучок-волна в процессе усиления, упомянутая электродинамическая си стема разделена на группирователь, образованный пространственно разнесенными параллельно расположенными волноводами с запиткой через фазовращатели от общего источника питания, и отбиратель в форме расположен ного параллельно группирователю волноводапеременного профиля, компенсирующего побочный эффект дополнительного набега фазы поля вдоль отбирателя, соединенный с реактивной частью мощности взаимодействи307491Фиг. фигСоставитель Н. Степанов Редактор Т. И. Морозова Техред А. А. Камышникова Корректор О. С. Зайцева Заказ 2170/14 Изд.903 Тираж 473 Подписное 1.,НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совстс Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб д. 45Типография, пр. Сапунова, 2