Генератор дифракционного излучения

О П И СА-Й И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Сюз Соаеинни Соцналистнчееища Реепубадд(22) Заявлено 03,05.73 (21) 1913386 Э 2 5/00 нсоединеннем заявки Ма 23) Приоритет -43) Опубликовано 1508.78.Бюллетень И осударствеииый коюите Совета Мииистров ССС ио делаю изобретеиий и открытий5) Дата опубликования описания 0407,78 Е.Буданов, А.А.Ки А,А.Петрушин Авторыизобретения енко, С.А.МасаловВ.П.Шестопалов) Заявитель Ордена Трудового Красного Знамени .институт радиофизики и электроники АН Украинской СС(54) ГЕНЕРАТОР ДИФРАК ОГО ИЗЛУЧЕНИ илвоэ погенератор отражате отража ого сечен структурИзобретение относится к технике генерирования миллиметровых и субм лиметровых длин волн.Известны генераторы миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов 5 волн 1, принцип действия которых основан на эффекте излучения электромагнитной энергии электронным потоком, пролетающим над дифракционнойрешеткой. Положительная обратная 10 связь электромагнитное поле - элект= ронный поток реализуется при помощи открытого резонатора, одно из зеркал которого имеет сферическую поверхность, другое - плоскую. Поверхность 15 плоского зеркала полностью или частично покрыта отражательной дифракционной решеткой, профиль элементов которой имеет прямоугольную форму,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является генератор дифракционного излучения, содержащий электродинамическую резонансную систему, включающую два отражателя, поверхность одного из которых покрыта дифракционной решеткой электронную пушку и коллектор (2 .Этот генератор имеет сравнительнд малую выходную мощность и стабильность. Кроме того, применение отражательных дифракционных решеток сэлементами прямоугольного профилядля этих генераторов в указанных диапазонах связано с большими технологическими трудностями.Цель изобретения - обеспечениеможности уменьшения длины волны ивышение выходной мощности генераторов, работающих в диапазоне10-1,Бмми Л ( 1,0 мм, до необходимОй (заданной) величины, повышение стабильности колебаний и максимальное упрощение технологии изготовления периоди"ческих структур, с которыми взаимодействуют электронные потокиЭто достигается тем, что в предлагаемом генераторе днфракционныерешетки выполнены в виде периодических структур пилообразного профиляс периодом, меньшим длины волны генерируемых колебаний, а отражатели расположены на двух параллельных поверхностях и смещены один относительно другого.В предлагаемом е применяется дифракционная льная решетка типа эшелетт тельнаярешетка пилообразн ия. Для этой периодической ы существует разработанная техноЛогия изготовления для всех коротких диапазонов волн, включая оптический, Использование решетки типа эшелетт, имеющей диаграмму направленности с направлением главного максимума под бст"дым углом к плоскости решетки, поэзолает расположить несколько активныхсекций так, чтобы излучение однойсекции попадало на отражатель другой секции для модуляции электронного потока последующей секции иобеспечения обратной связи в генераторе,при этом существенно увеличиваетсявыходная мощность генератора. Крометого, при увеличении количества секций объем резонатора увеличивается 15быстрее, чем его потери, поэтому увеличивается добротность резонанснойсистемы, а следовательно стабильностьколебаний генератора и его КПД,На Фиг.1 представлен пример выпол-. ррнения секции предлагаемой конструкции генератора (генератор состоит изодинаковых секций); на фиг.2 - пример построения генератора по круговой схеме; на фиг,3 - то же по линейной схеме.Каждая секция соцержит электронную пушку 1, коллектор 2, периодическую структуру в виде отражающе диФракционной решетки 3 типа эшелетт,расположенную на плоскости отражателя 4 в виде узкой полоски, причемэлементы решетки перпендикулярны ееоси. Каждая секция расположена впространстве так, чтобы излучение содной периодической структуры (первой секции) могло попадать на отражатель второй секции (см.фиг.2) .Излу"чение модулирует электронный потоквторой секции и, складываясь с егоизлучением (переотразившись от его 40отражателя), направляется к отража-телю третьей секции и т.д. В каждойпоследующей секции происходит то же,что и в предыдущей, но уровень мощности при.,этом будет все время возрастать.После достижения заданного уровнямощности происходит отбор энергии через отверстие связи. Оставшаяся энергия попадает на отражатель первого Якаскада для модуляции электронногопотока, чем осуществляется положитель-.ная обратная связь всего генераторав целом,При построении .генератора по круговой схеме (фиг,2) параметры дифракционных решеток секций, находящихся во внутреннем кольце, одинаковы,Параметры решеток, находящихся на внешнем кольце, также одинаковы меж 4 ду собой, и отличаются. только углом, определяющим профиль зубцов элемен" та, что обусловлено требованием обеа-, печения излучения с каскадов внутреи" него и внешнего колецпод несколько различными углами. Отверстие связи в этом случае выполняется в одном или нескольких отражателях. При работе генератора, построенного по круговой схеме, для юстировки электронных пучков используется магнитное поле соленоида, образующего тор А.При построении генератора по линейной схеме (см.фиг.3) необходимо применение отдельных пассивных (без электронного потока) отражателей 5, "в которых удобно располагать злемен= ты связи для вывода мощности.При работе генератора, построенного по линейной схеме используется магнитное поле Б соленоида. Однако юстнровку электронных пучков можно осуществлять и с помощью полей посто. янных магнитовИзобретение позволяет создать мощный источник излучения в субмиллиметровом диапазоне волн.Формула изобретенияГенератор дифракционного излучения, содержащий электродинамическую резонансную систему, включающую пе" крайней мере один отражатель, поверхность которого покрыта дифракционной решеткой, электронную пушку и коллек" тор, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью обеспечения возможности уменьшения длины волны и повышения выходной мощности, дифракционные решетки выполнены в виде периодических структур пилообразного профиля с периодом, меньшим длины .волны генерируемых колебаний, а отражателй расположены на двух параллельных поверхностях и смещены один относительно другого.Источники информации, принятые вО внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР 9 195557, кл. Н 01 Ю 25/00, 19652. Авторское, свидетельство СССР Р 334605, кл. Н 01 Л 25/00, 1970,535854 Составитель Е.Титоваа Техред, Н.Вабурка К ОР С,Гараснняк ор, Т.Ко ед филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 4535/52 Ти ЦНИИПИ тосударст по дел 113035, Москвараж 831 вейиого комите ам изобретений , 3-35, Раушск ПодписноеСовета Миннстрооткрытийнаб., д. 4/5