Прибор свч-диапазона

О П И С А Н И Е 408392ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскии Социал истицеских РеслубликЗависимое от авт. свидетельства-168782626-2 аявлено 28,Ч 11,19 Ч. Кл. Н 011 25/00 присоединением заявки Государстаенныи комитет Совета Мннистроа СССР по делам наооретений и открытийПриорите УДК 5(088.8) убликовано 1 О.Х 1. 1973. БюллетеньДата опубликования описания 18 Ч 1.1974,Авторзобретени В, Е, Гинзбур 3 аявител ПРИБОР СВЧ-ДИАПАЗО м образом,и системы разнаторов - едиИзобретение относится к электронным пр и борампреобразующим энергию постоянного тока 1 в СВЧ-энергию.Известный СВЧ-прибор содержит электронную пушку, входной и выходной резонаторы и расположенную между ними систему пространственного разделения модулированногпо скорости электронного потомака.Однако 1 в известном приборе отр аженньг электроны не участвуют в энергообмене с СВЧ-полем и нагружают входной резонатор по постоянному току, что снижает выходную мощность,Целью .изобретения является повышение вы. ходной мощности и к. и. д. прибора в генера торном режиме при повторном взаимодействии медленных электронов со входным резонат 1- ром,Для этого система разделения выполнена в :виде замкнутой камеры с отверстиями на стен,ках, обращенных к обоим резонаторам, а расстояние между входным,резонатором и 1 оистемой разделения соответствует:пути, проходимому электронами за четверть периода высокочастотных колебаний.Изобретение пояснено чертежами,На фиг. 1,приведена схема конструкции прибора; на фиг. 2 - характер распределения поля, если пространственный заряд невелик или отсутствует; на фиг. 3 - характер распре.деления поля, если пространспвенный заря.т велик; на фиг. 4 - распределение электронов по энергиям в разных сечениях пучка по его 5 движению; на фиг. 5 - схема оптической системы прибора малой или средней мощности.Прибор содержит катод 1 с фокуспрующимэлектродом, входной резонатор 2, выходной резонатор 3, систему разделения 4,:канал ов 10 зи 5 между резонаторами, вьоводы б электромагнитных волн, коллектор 7.В работе прибора используют принцип ог.сечки тока. Если пространственный заря:; невелик или отсутствует, то характер распределения поля будет иметь вид, приведенный на фиг. 2, где 8 - эквипотенциали, 9 - траектория отражаемого электрона, 10 - траектории проходящего электрона.Если электронный пучок тормозится до нуляв середине системы разделения 4, то вследствие большого прастрансввенного заряда значительная часть проходящих электронов фонтанирует и оседает на внутренних стенках камеры (см. фиг, 3).Н фиг. 3 11 - эквипотенциали, 12 - траектория электрона.Прибор работает следующи.Пусть, потенциалы катода 1З 0 деления 4 равны нулю, а резонице. При этом протяженность системы разд.- ления 4 такова, что потенциал в плоскости ее симметрии, перпендикулярной направлени о движению пучка, близок к нулю. Пусть также канал связи 5 между резонаторами 2, 3 и они сами отрегулированы таким образом, что амплитуда высокочастотного напряжения во входном резонаторе равна 0,5, а в выходном 1,5. Предположим, что углы пролета во входном 2 и выходном З,резонаторах близки к нулю, а раостояние от резонатора до системы разделения 4 электроны проходят за чегверть периода, колебаний.Обратимся к распределению электронов по энергиям (см, фиг. 4). Перед (входным резонатором 2 пучок не имеет модуляции .по энергии (прямая с). Мощности пучка соответствует квадрат асо (абсцисса имеет размерность тока, ордината - напряжения) . После прохождения входного резонатора 2 распредел- нию по энергиям соогвегсгвует кривая Ые. При этом мощность пучка (площадь фигуры аИед) не изменилась. Группа замедленных электронов (кривая И) отражается от системы разделения 4 фокусирующнм зеркалом и возвращается во входной резонатор через половину,периода колебаний. При этом картину полей в системе разделения 4 целесообразно сделать такой, чтобы как сильно замедленные, так и слабо замедленные электроны возвратились точно через, половину периода. Это принципиально возможно, ибо сильно замедленные электроны отражаются раньше и проходят меньшее расстояние. Проходя второй раз через входной резонатор 2, электронны отдают площадь фигуры аИ.СВЧ-полю энергию, которой соогвегствуетГруппа ускоренных электронов (кривая де) проходит сивозь систему разделения 4, фокусируегся ею,и отдает часть своей энергии полю выходного 1 резонатора. Этой части соогвегствует площадь фигуры йод, В результате электронный к.:п, д. составляет 64%, Для повышения к. п. д. целесообразно применять рекурацию.Коллектор а ми, в которых осуществляется рекуперация, могут служить как система раз. деления 4, так и оконечный, коллектор 7, Система разделения 4 может быть коллекторомэлектронов (см. фиг, 3), энергия которыхмало изменялась при прохождении сквозьБ входной резонатор. В этом случае ее потенциал следует несколько повысить. Оконечныйколлектор 7 работает обычным образом. Таким об 1 разом, устройство имеет меньшую длину, чем пролетно-отражательный клистрон и1 О не требует специальной фокусирующей системы.Из числа возможных применений изобретения можно указать следующие,1. Низковольтный генератор большой мощ 15 ности дециметрового диапазона для промышленното 1 применения. В этом случае прибордолжен иметь развитую катодную систему,например множесгво раоположенных по кругупараллельно друг другу ленточных катодов.2. Генератор малой или средней мощности,в частности сантиметрового диапазона. Такойгенератор может иметь один катод, где эмиттирующее покрытие нанесено на дно выдав.ленных в нем канавок. Оптическая систематакого генератора приведена на фиг. 5, Система содержит катод 13, эмиттврующее покрытие 14, сетки 15 входного резонатора, системураспределения 1 б, сетки 17 выходного резонатора, коллектор 18.30Предмет изобретенияПрибор СВЧ-днаназона, содержащий электронную пушку, входной и выходной резонаторы и раслоложенную между ними систему разделения быстрых и медленных электроноз, имеющую:потенциал, близкий к потенциалу катода, отличающийся тем, что, с целью повь 1- шения выходной мощности и к. п. д. прибора в генераторном режиме при повторном взаи О модействии медленных электронов со входнымрезонатором, система разделения выполнены в виде замкнутой камеры с отверстиями на стенках, обращенных к обоим резонаторам, а расстояние между входным резонатором и системой разделения соответствует пути, проходимому электронами за четверть периода высокочастотных колебаний.. РатенбергТ. Ускова Редактор нико ектор Н. Аук Тираж 768а Совета Министров СССРи открытий35, Раушская наб., д. 4/5 ооква,я24 Союзполиграфпрома, Москва, 121019, ул. Маркса - Энгельса, 14 ипог Заказ 179 Изд, 3 ЦНИИПИ Государственного кормит Подписное о делам изобретений