Генератор шума свч-диапазона

72) Авторы иэобретени ф.фапошнико Г.А.Марко С.Бажанов, Т.А.Синицин ффффмеюим. Н.И.Лобачевского 71) Заявятель орьковский го ственныи универ АЗОНА РАТОР ШУМА СВЧ е генератор шумаодержащий газораэразмещенными в нейдом, анодом и форюИзобретение относится к областирадиотехникиСВЧ, а именно к генераторам шума, и может быть ислельзо"вано в устройствах для исследованиячастотных и шумовых характеристикСВЧ"приборов.Известны генераторы шумаСВЧ-диапазона (ГШ, ГШи др,), состоящие из гаэоразрядной трубки с раз"мещенюьм в ней подогревным като" дом и анодом, блока гитания раэря" да, поджигающего высоковольтногоустройства и волноводной секции пря"моугольного сечения, внутрь которойпод углом к оси волновода помещается участок трубки с положительным столбом разряда 1 1,Недостатком указанных генераторовявляется малая мощность шума и низ"кий КПД.Известен такжСВЧ-диапазона, срядную трубку сподогревным като рующим электродом, выполненным в виде диска с осевым отверстием, вол"новод прямоугольного сечения, маг"Нит, Иоле которого параллельно оситрубки, и источник питания разряда Разрядная трубка в этом устройстве расположена вдоль электрического поля возбуждаемой волны, т.е.перпендикулярно широкой стенке волновода в поперечном магнитном поле 1 2,Однако это устройство не дает достаточного увеличения шумовой мощности и КПД.Цель изобретения - увеличение шумовой мощности и КПД генератора шу-ма СВЧ диапазона.Поставленная цель достигаетсятем, что в генераторе шума ВВЧ-диапазона, содержащем гаэоразряднуютрубку с размещенными в ней подогревоным катодом, анодом и форьирующим электродом, выполненным в виде диска с осе.вым отверстием, волновод прямоугольного. сечения, магнит, поле которогопараллельно оси трубки, и источник питания разряда, трубка размещена перпендикулярно узким стенкам волновода, участок межд 1( анодом и Форюрующим электродом расположен внутриволновода в неоднородном магнитном поле, а между формирующим электродом и катодом включен источник ускоря" оцего напряжения.Известно, что интенсивность магнитотормозного излучения превышает тепловое излучение плазмы в (Юн/4) аэ, где Фн - гирочавтота электронов, Я - частота столкновений элек" тронов. Поэтому в разрядах низкого давления можно получить излучение более мощное, чем в указанном прототипе. Неоднородность магнитного поля позволяет уширить резонансную кривую излучения таким образом цтобыйерекрыть рабочую полосу частот генератора. Турбулизация замагниченной плазмы пучком быстрых электронов по" зволяет получить максимум шумового излучения при малых разрядных токах.На чертеже схематично изображен предложенный генератор шума.Генератор состоит из газоразрядной трубки 1 с нак 4 пьным катодом 2, анодом 3 и ускоряющим кольцевым электродом М, отрезка стандартного волно.вода 5 с согласованной нагрузкой б,магнита 7, запредельных патрубков"держателей трубки 8, источника питания анодной 9 и катодной 10 секцийтрубки, ограничивающего сопротивления 11,Устройство работает следующим образом.Электроны разгоняются полем катодного промежутка и впрыскиваются. узким пучком Р 2 мм) в неоднородное продольное магнитное поле анодной части трубки, где ионизуют газ. При столкновениях энергия поступательного движения преобразуется в энергию колебательного движения электронов вдоль электрического поля возбуждае" мых ТЕО волн, Разброс частоты враще" ния электронов, обусловленный неоднородностью магнитного поля, позволяет возЬуждать волноводную систему сразу в целом диапазоне частот. Тур 6 улизацчя плазм электронным пучкомведет к знацительному росту эффективности преоЬразования энергии поступательного движения в колеЬательную из-за увеличения эффективной частоты столкновений электронов. И результате наблюдается существенное увеличение амплитуды и уширение полосы ча" стот возбуждаемых волн. Величину и неоднородность магнитного поля следует выбирать таким образом, цтобы центральная частота рабочего диапазонаво равнялась гирочастоте, либо удвоенной гироцастоте электронов (Ю 2 й), соответствующей значению магнитного поля в центре волновода, а рабочая полоса частотною сщфщ,- интервал гирочастот электронов, оп" ределяемый неоднородностью магнитно" го поля в области волновода), Зажи" гание разряда и поддержание тока на заданном уровне обеспечиваются регу"лированием величины накального напряжения на катоде.В опытном образце предложенного генератора шума используют пуцок электронов с энергией - 130 эВ, Давление в трубке х 2,710 корр, напряженность магнитного поля Т 500 3, величина разрядного тока = 18- 19 мА, анодное напряжение;"- 1300 В. При наличии пучка сопротивление разрядаувеличивается примерно в 20 раз,вольтамперная характеристика в интервале анодных напряжений 900-2000 В длятрубок д длиной анодной части = 20 см", 36мимеет слабопадающий участок, а интенси вность электромагнитного излучения из плазье возрастает на 5-6порядков по сравнению с прототипом,Таким образом, предложенное уст.ройство обеспечивает. значительноеповышение мощности шума и КПД генератора по сравнению с известными генератораьи шума СВЧ-диапазона.формула изоЬретенияГенератор шума СВЧ-диапазона,содержащий газоразрядную трубку с размещенными в ней подогревным като" дом, анодом и формирующим электродом, выполненным в виде диска с осевым отверстием, волновод прямоугольного сечения, магнит, поле которого параллельно оси трубки, и источник питания разряда, о т л и ч а ющ и й с я тем, что,с целью увеличения мощности и КПД генератора, трубка размещена перпендикулярно узким стенкам валновода, участок между анодом и формирующим электродом расположен внутри волновода в неоднородном магнитном поле, а между фор5 966850мируееим электродом и катодом вклю. Черепанов В.П., Коневских В,И.,чен источник ускоряецего напряжения. Львов В.Н. Газоразрядные источники,шума. И , "Сов. радио", 1968, с. 6-12.2, Патент СЫА Н 3356965,кл. 331-78, 1967 (прототип),Источники информации,принятые во внимание при экспертизеРеда кт ПодписноеСР го комитета ССй и открытийРаушская наб. д. М 5 Филиал ППППатент, г. Ужгород, ул. Проектная Заказ 7 9 7ВНИИПИпо дел113035 Тираж 9сударствен м изобрете Москва, Ж