Генератор дифракционного излучения

тт 1 т 749278 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сотов Советских Социалистическихс присоединением за Гссударственныи комите(72) Авторыизобрете И. М. Балакли ки ц й, Г, С. Воробьев, А, И. Цвык, Л, И, Цвык и В, П. Шестопалов ститут радиофизики и электроники АН Украинской ССР(54) ГЕ Н ЕРА ИФ 2 йскается сходящийс ровагенерлебачастоПовестения,ражануюзовамикальи п ти Изобретение относится к области электроники СВЧ, в частности к классу электро- вакуумных приборов миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн, механизм действия которых основан на использовании эффекта дифракционного излучения, и мокет быть использовано в качестве первичного эталона частоты, а также в тех случаях, когда частота должна быть известна и поддерживаться постоянной с большой точностью, например в радиолокационных станциях, основанных па эффекте Допплера. настоящее время известен ряд электкуумных устройств, в которых с целью ирования высокостабильных СВЧ коний используется принцип умножения ты.основному авт. св.593589 изн генератор дифракционного излучесодержащий электронную пушку, оттель электронов и открытую резонансэлектродинамическую систему, обратную двумя связанными ОР (открьттьтрезонаторами), расположенными зерно-симметрично оси пушка-отражатель, олупрозрачными дифракционными реками, нанесенными в центральной часмежных вогнутых зеркал резонаторов,между которыми про я пучок электронов.Однако в таком источнике колебанийвходной резонатор выполнен открытым, 5 что не позволяет запитать его "сигналомнизкой частоты, стабилизированной кварцем или другим высокостабильным эталоном, с целью повышения стабильности частоты на выходе прибора. Использо 1 О вание же в таком устройстве дополнительного объемного резонатора низкой частоты, расположенного на пути электронного потока с целью его предварительной модуляции, не даст желаемого эффекта, так 15 как в таком. приборе при переходе к болеекоротким длинам волн значительно возрастают ускоряющие напряжения и токи электронного пучка, что приводит к увеличению потребляемой мощности.20 Цель изобретения - повышение стабильности частоты и уменьшение потребляемой мощности прибора.Цель достигается тем, что па смежныхзеркалах, перпендикулярно оси резонато ра, установлены прозрачные для дифракционного излучения сетки, а резонансны" объемы, образованные сетками и отражающими поверхностями этих зеркал, связаны между собой емкостнымн зазорами, об- зО разованными пересекающими ось элект5101520 зо 35 4 О ,15 50 55 60 б 5 ронного пучка сеточными структурами, причем одно из смежных зеркал содержит низкочастотный ввод энергии. Кроме того, все элементы электродинамической системы такого прибора могут быть выполнены в виде тел вращения вокруг оси пучка.На чертеже схематично изображен предлагаемый генератор дифракционного излучения.Резонансная электродинамическая система такого прибора выполнена в виде двух связанных, симметрично расположенных относительно оси прибора открытых резонаторов (ОР)1, Каждый из резонаторов 1 образован двумя зеркалами 2, 3, одно из которых 2 имеет волноводный или квази- оптический ввод энергии, рассчитанный на частоту па, и является подвижным, а второе 3 выполнено вогнутым и имеет низкочастотный ввод энергии, рассчитанный на частоту о. На смежных зеркалах 3, перпендикулярно оси резонаторов 1, установлены прозрачные для дифракционного излучения частоты аа сетки 4, а в центральной части смежных зеркал 3 нанесены полупрозрачные дифракционные решетки 5. Сетки 4 и отражающие поверхности зеркал 3 на низкой частоте о образуют резонансные объемы (объемные резонаторы) б, которые связаны между собой емкостными зазорами 7 со щелями связи 8. Емкостные зазоры 7 могут быть выполнены например, в виде сеток, прозрачных для электронов и являющихся экраном для электромагнитного поля объемных резонаторов б, Пространство, образованное емкостными зазорами 7 и дифракционными решетками 5, пронизывается электронным пучком 9, сформированным пушкой 10 и отражателем 11.Смежные зеркала 3 резонаторов 1 могут быть выполнены также в виде симметрично усеченной фигуры вращения со смежными плоскостями сечений меньшего радиуса, между которыми расположена периодическая структура в виде двух дифракционных решеток, зеркально симметрич;ых относительно оси резонаторов в параллельных ей плоскостях. Кроме того, все элементы электродинамической системы такого прибора могут быть выполнены в виде тел вращения вокруг оси пучка. В этом случае два связанных ОР 1 трансформируются в один коаксиальный ОР, внутренним проводником которого является общий резонансный объем б, образованный вращением вокруг оси пушка - отражатель сеток 4, зеркал 3 и дифракционных решеток 5. Дифракционные решетки 5 трансформируются в кольцеобразную периодическую структуру, через которую пропускается цилиндрический сходящийся электронный пучок 9. Предлагаемое устройство работает следующим образом,Резонансные объемы б, рассчитанные на частоту о, запитываются через вывод энергии одного из смежных зеркал 3 сигналом этой частоты, стабилизированным кварцем или другим высокостабильным эталоном. В пространство взаимодействия, образованное связанными ОР 1 и ооъемными резонаторами б, вводится электронный пучок 9, сформированный пушкой 10 и отражателем 11, При пролете пучка 9 через емкостные зазоры 7 резонансных объемов б в нем возникают высшие гармоники тока, соответствующие частотам па. Если частота одной из этих гармоник окажется близкой частоте, на которую настроены ОР 1 и рассчитаны дифракционные решетки 5, то в ОР 1 возбуждается дифракционное излучение на этой частоте. Благодаря наличию отражателя 11 электронов такой прибор может работать также в автономном режиме. В этом случае электродинамическая система объемных резонаторов с емкостными зазорами 7 и пучком электронов 9 работает аналогичн отражательному клистронному умножит- лю частоты, а ОР 1 и дифракционные решетки 5 возбуждаются гармониками тока на частоте одной из гармоник генерации. При выполнении электродинамической системы прибора, коаксиально-симметричной относительно оси пушка 10 - отражатель 11, генератор работает аналогичным обр- зом, как и в указанных выше двух сл)- чаях.Предложенное усовс,.днствование генератора открывает принципиально новые возможности в получении колебаний миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн повышенной стабильности частоты, В нем снимаются ограничения, присущие приборам с резонансными колебательными системами в виде объемных резонаторов (клистрониые умножители частоты). Использование в таком устройстве резонансных объемов, образованных отражающими поверхностями смежных зеркал и экранами, выполненными в виде сеток, прозрачных для дифракционного излучения и непрозрачных для поля низкой частоты, позволяет получить на выходе прибора более высокостабильный сигнал, чем в известном устройстве, Кроме того, осуществление модуляции пучка электронов сигналом низкой частоты позволяет при переходе к более коротким длинам волн работать при меньших ускоряющих напряжениях и токах, чем в известных устройствах дифракционной электроники, что значительно снижает потребляемую мощность прибора,749278 Техред А. Камышникова едактор Е. Месропо ректор А. Галахова Подписной н открытн Заказ 1440/9 Изд,221 НПО Поиск Государственного комитета С 113035, Москва, Ж, РТираж 758СР по делам изобретушская наб д. 4/5 Типография, пр. Сапунова 5Формула изобретения Генератор дифракционного излучения по авт, св.593589, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты и уменьшения потребляемой мощности прибора, на смежных зеркалах перпендикулярно оси резонаторов, установлены прозрачные для дифракционного излучения сетки, а резонансные объемы, образованные сетками и отражающими поверхностями этих зеркал, связаны между собой емкостными зазорами, образованными пересекающими ось электронного пучка сеточными структурами, причем одно из смежных зеркал содержит низкочастотный 5 ввод энергии. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 10 1. Авторское свидетельство СССР593589, кл. Н 013 25/00, 1976 (прототип).