Свч-прибор клистронного типа

СОЮЗ СОВЕТСКИХсОциллистическихРЕСГ 1 УЕЛИК 11)5 Н 01 1 25/10 ГГ)суд/РстГ)е 1111 ыи кОмитетГО ИЗОГРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬ 1 ТИЯМГ 1 РИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОР:,КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ л 1 Г 1 9.Ькл, 11" 22(56) Пдтент СШАИ. 3594606, кл. 315-5 43, 1971.Авторское сттидетельство СССР Л 1 393787, кл. Н 01 Л 25/10, 1962, (54) СВЧ-ПРИБОР КЛИСЧРОННОГО ТИПА (57) Изобретение относфлтся к электронной технике, в часттости к СР,1-приборам кли"тр )нното типа, Цель изобрете 1 ия - повы, вени" КПД и уделиченит устойчивости И.обр гение Относится к электроннойтс.х 1, ке, в чдг. Гности к СВЧ-приборам т Г.Оннот О тлпд,1,ель изобретения - повышение КПД иУвели ение устойчивости прибора к самовозбуждонию.11 д Фиг. 1 приведено схематическое иэобракение СЫЧ "трибОГ)а клистронного типа;нэ фиг. 2, 3 показана конструкция двухзазо1 от О резон,пора с кратными частотами(осноднчл и удвоенной); на 4 иг, 4 - эаниситлост" резо ансных частот противофаэнотои синфазного видов колебаний двухэазорнсч О Г;доватора От угла раскрьва щели связи,С Яц,-п Г)ибор (см, фиг, 1) содержит катод.;ц дрей 4 д с установленными в нихГ)ез,1 атоГами 2-4 с кратными частотами,колс:г. 5 и систему Основных пезонатот)Гн, спсггтт 1 ую из входного реэондтора 6 свас г,)м С:1-энергии 7, промежуточных ре-.гг.;,хч 8. 9, выходного резонатора 10 с 5 О 1658771 А 1 прибора к самовозбуждению, СВЧ-прибор содержит катод 1, трубы дрейфа с установленными в них резонаторами 2 - 4 с кратными частотами, коллектор 5 и систему основных резонаторов, состоящую из входного резонатора 6 с вводом СВЧ- энергии 7, промежуточных резонаторов 8 и 9, выходного резонатора 10 с выводом энерг 1;и 11, Изобретение позволяет пт)и сохранении массогдбдритных харэктерт, - сгик и беэ увеличения фокусирующего магнитного поля значительно увеличить КПД прибора с 36-40 до 56%. 1 з.п.ф-лы, 4 ил выводом энергии 11, Двухздзорнье резонаторы с кратными частотами - основной и удвоенной (см. фиг. 2, 3) выполнена в виде цилиндрической полости 12, в которой установлена металлическая стенка 13 с пролетным отверстием 14, боковыми выступами 15 и целями связи 16 с дзимутальным углом раскрыва сВеличина угла раскрыт)аогределлет резонансную частоту противофаэного вида колебаний 1 л и синфазного вида 2 л. В доухзаэорных резона-Орах с зазорами 17 и 18 частота противофдзного вида колебаний настроена нэ рабочую частоту 1 с, а частота синфазного вида колебаний - на, удвоенную частоту 2 Г (тде Ес - частота сигнала), Для охлаждения резонаторного блока и труб дрейфа на ндружнои стороне труб дрейфа выполнена система охлаждения 19, через которую протекает Охлажддющдя жидкость,СВЧ-прибор работает следуощим обра- ЭОМ.ъ01658771 бэний О 1 еличиы угла рэскрывэ щели связи а для случая, когда в перегородке одна ель(кривЯе 20 и 21 на фиг, 3), либо две щели (кривце 22 и 23). В обоих случа- Б ях удается получить двухкратнае превышение чэстотц синфазного вида колебаний 1 о нэдчэстотой пративофаэнога вида тг. Для одной щели связи эта достигается при .=- 161", при двух це.10 лях - при а =. 152 . Использование двухщелей в перегородке более выгодна, так как удается уменьшить возмущсние ВЧ- электрического паля в приосевой области. Таким Образом, при вцбрэной ОГ)ласти ззимодействия двухз зээО Га резонатора нэ Оснае саатн,)швний (1), (2) повциэетсэффективность взэима- действиЯ СВЧ.паля с электронным лучомТем самым говыаавтся КПД пгцбора, э 20 раз,1 О.це ив 1. "аэ)нага 1 лзпнэтп)эвнут)и труэ , " и: 10 эвагЯе дбеспечить минималь ь: ссаггбаритн хара ктерис гики прибор э.,3 кспер менты, выполненные на клистране ВГ, в котором в трубе дрейфа между вторым и третьим резонаторами был расположен двухээзарный резонатор, настроенный нэ КРЭтНЬЕ ЧаСТОГЫ (ПРатИВОфаэный На чаСТО- те 1, синфазный а частоте 21), покэзь- ваот, чта предлагаемое техичское решение Озолявт при сохрэении мэссагэбаритных характеристик и без увеличени 1 факусир угаега магнит нога поля знэ иээл О увеличить КПД прибора с 36- 35 40 да 56 у,Б + 2 д == 1 35-1,5) )тЧо й) 5 = (1,8-2,4)(2) где О - ширина эаэара взаимодействия, м;3 - расстояние между зазорами взаимодействия,м;Чо - скорость электронного потока, мыс; 40 в - рабочая частота прибора, рэд/с, удается, ва-первых, достигнуть оптимальных условий взаимодействия нэ рабочей и удвоенной частотах, чта позволяет увеличить КПД и, во-вторых, 45 сделать проводимость электронной нагрузки положительной на обоих видах коле.баний, тем самым увеличивая устойчивость самовазбуждения. Малые размеры двухзазорного резонатора позволяют разместить 50 дополнительный резонатор в трубе дрейфа между резонаторами основной частоты существующего сверхмощногоСВЧ;грибора ;клистроннагО типа (клистрон ВП) .Результаты холодных измерений покаэываот, что такой резонатор реализуем, На фиг. 4 показана экспВриментально измеренная зависимость резонансных частот т 2 эг (синфазнога) и бфротивофазного) видав колеЭлектронный поток, эмиттируемцй с катода 1 (см. фиг. 1), проходит входной резонатор 6, в зазоре которого на него воздействует СВЧ-сигнал на рабочей частоте 1 с, подводимый через ввод энергии 7. Под воздействием этого СВЧ-напряжейия происходит модуляция и группировка электронного потока. Так как дополнительный двухзазорный резонатор, выполненный в трубе дрейфа 2, настроен на кратные частоты 1 с и 21, то сгруппированный электронный поток возбуждает в нем сигнал на рабочей и удвоенных частотах, В результате на электронный поток в двухэазорном резонаторе воздействует СВЧ-напряжение, близкое к пилообразному, что приводит к более эф фе,ивной группировке потока, В промежуточных резонаторах 8 и 9 и дополнительных духзазорных резонаторах, выполненных в бах дрейфа 3 и 4. Осуществляется даль- и шая группировка электронного потока. В выходном резонаторе 10 происходит агбар энергии от эффективно сгруппированного электронного потока, которая через вывод 11 передается в нагрузку, Неиспользованная часть энергииэлектронов рассеивается в виде тепла на коллекторе 5. Расчеты показывают, чта при выборе размеров двухзэзорнаго резонатора, определяемых следующими выражениями,ф Фгрмула изобретения 1. СВЧ-прибор кгИстронною типа, содержащий резонаторы рабочей частоты с трубами дрейФа, па крайней мере один двухзазорнцй резонатор с рэбочей частотой, сао 1 ветствуОщай противафэзнаму виду калебэий и краденой удвоенной частотой, соответствующей синфаэному виду, о т л и ч а о щ и й с и тем, чта, с целью повышения КПД и увеличения устойчивости прибора к самавоэбукдеиию, двухэээорный резонатор имеет размеры, определяемые выражениями: где 0 - осевой размер каждого зазора взэимод)йствия, м;Я - расстояние между зазорами взаимодействия.м;Ч - скорость электронного потока, н/с- рабочая частота прибора, рад/с,2, Прибор по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что один двухзазорный резонатпгкратными частотами рабочей и удвоеразмещен в трубе дрейфа между резон.5 рами рабочей частоты,IО, ЯдУД Сосиеитепь А ЬарняескилТехред М,Уоргентап Кон 1:е. т.и д Г саулсгкс Редактор Т.Шагоеа 11 роиаводстеенно издатеттьский комбинат "1 атентУыорд уп 1 . н:,)",11 Тира.к 171 т од1( О1 НИИПИ Государственного комитета ло ик:бр"ениным и открл.: ор,.1 Т г.С.,1113035, уосхтта, Ж, Раудкк;.ч нагс, 4/т