Свч-прибор м-типа

(5)5 Н 01 1 25/50 Б ЕТЕ ПАТЕНТУ чно-проиэводстк"82, кл.315 - 39.53 во СС , 1973 Комитет Российской Федерации по патентам и товарнымзнакам ОПИСАНИЕ И(73) Государственное навенное предприятие "Ист(54) СВЧ-ПРИБОР М-ТИПА Изобретение относится к ЭВП СВЧ, а именно к магнетронам, предназначенным для радиотехнических установок с высокими требованиями к качеству спектра выходного сигнала.Перед автором стояла задача создания магнетрона с низким (относительным) уровнем мощности высших гармоник в спектре выходного сигнала с целью выполнения требований по электромагнитной совместимости. Так, например, телевизионное вещание через искусственные спутники Земли на частоте 12 ГГц обусловило необходимость уменьшения уровня второй гармоники в магнетронах, работающих на частоте 6 ГГц, четвертой гармоники в магнетронах, работающих на частоте 3 ГГц и т.д. Как правило, в спектре магнетрона наибольший уровень имеет вторая гармоника, для подавления которой приходится принимать специальные меры,Известны магнетроны 1), конструкция которых включает в себя фильтр для подавЯЦ 2000624 С(57) Использование: при конструировании магнетронов, предназначенных для радиотехнических установок с высокими требованиями к качеству спектра выходного сигнала, Сущность изобретения: замедляющая система прибора состоит из Мр резонаторов, двух соосных колец с периодической структурой из Й анодных ламелей, подсоединенных поочередно к верхнему и нижнему кольцу, при этом число анодных ламелей Йэ-йргп, где гп - четное число, что обеспечивает повышение качества спектра выходного сигнала прибора эа счет подавления четных гармоник. 4 ил. ления гармоник основного сигнала. В выводе энергии прибора помещен фильтр коаксиальной конструкции, в котором наружная часть коаксиала образована цилиндром длиной в четверть длины волны подавляемой гармоники. Для одновременного подавления разных гармоник в выводе энергии необходимо размещать несколько фильтров, что усложняет конструкцию, снижает электрическую прочность, увеличивает габариты прибора.Можно подавить высшие гармоники сигнала другим способом - создать конструкцию замедляющей системы (ЗС), в которой спектр тока, наведенного электронными спицами, не содержит техчили иных высших гармоник.Наиболее близким к предлагаемой конструкции является магнетрон 2), ЗС которого содержит два кольца с периодической структурой, причем каждое из колец соединено с корпусом магнетрона двумя диаметрально расположеннымипроводниками-ламелями, образующими четыре резонатора.Эта конструкция обладает повышеннымтеплоотводом, механической прочностью ималыми габаритами, однако имеет высокийуровень мощности второй гармоники (минус40-45 дб от уровня мощности основногосигнала) не содержит признаков, позволяющих его снизить.Целью изобретения является повышение качества спектра выходного сигналаприбора эа счет подавления четных гармоник, а также миниатюризация прибора,Цель достигается применением в магнетроне ЗС специальной конструкции.Предлагается СВЧ-прибор М-типа, включающий ЗС, состоящую из йр резонаторов,двух соосных колец с периодической структурой из М анодных памепей, подключенных поочередно к верхнему и нижнемукольцу. в котором число анодных ламелейЙа"вйр, где гп - четное число,На фиг.1 изображена предлагаемая ЗСиз четырех резонаторов и восьми анодныхламелей, Анодиый блок 1 содержит два соосных кольца 2. несущих периодическуюструктуру из восьми анодиых ламелей 3,подключенных поочередно через одну кверхнему и нижнему кольцу, Каждое кольцосоеДинено с наружным корпусом двумя ламелями 4 образующими четыре резонатора.Таким образом, каждый из четырех резонаторов содержит по деа емкостных зазора,образованных анодными ламелями 3. Периодическая структура ооужает цилиндрический катод 5.На фиг.2 представлен разрез А-А иафиг,1, где показаны верхнее 2 а и нижнее 2 бкольца, несущие анодиые ламели 3, охватывающие катод 5.Фиг,З иллюстрирует возбуждение двухээзорных резонаторов электронными спицами, где 6 - реэонаторная стенка, 7 -связки, 3 - анодные ламепи резонаторов,5 - катод,При высокочастотных колебаниях вида электронная спица проходит расстояние между соседними зазорами эа времяТ/2, т.е, половину периода основного колебания, создавая два раэнополяриых всплеска наведенного тока е резонаторе. Нафиг,4 наведенный ток 1 изображен в видепрямоугольных импульсов. При идентичности емкостных зазоров такой способ возбуждения математически может бытьописан такИз теории цепей известно, что в спектре тока, состоящего иэ разнополяриых импульсов одинаковой амплитуды и формы, отсутствуют постоянная составляющая и четные гармоники 1,Аналогичная картина наблюдается и во всех случаях. когда резонатор содержит четное количество емкостиых зазоров (например, Йр 4, г 4" 16). Тогда резонатор возбуждается в первый полупериод суммарным наведенным током нечетных зазоров, а во второй полупериод суммарным током четных зазоров и условие (1) оказывается выполненным. Число резонаторов в магнетроне может быть различным, но принципиально важно, чтобы отношение числа ламелей к числу резонаторов было выражено четным числом: 2, 4. 8 и т,д.В прототипе имеются четыре резонатора и двенадцать ламелей, т.е. каждый резо 5 10 15 20 натор содержит три емкостных зазора. Приколебаниях л-вида шесть электронныхспиц возбуждают резонаторы следующимобразом. В первый полупериод электронные спицы проходят под первым и третьимзазорами, создавая в резонаторе всплесктока удвоенной амплитуды. Во второй попупериод электронная спица проходит только под вторым зазором, создавая всплеск30 тока обратной полярности, Таким образом,резонаторы прототипа возбуждаются раэнополяриыми импульсами тока неодинаковой амплитуды, спектр тока содержитчетные гармоники, так как условие (1) не35 выполняется.Таким образом, предлагаемая ЗС обеспечивает подавление четных гармоник вспектре выходного сигнала магнетрона благодаря специальному способу возбуждения40 резонаторов электронными сгустками, прикотором наведенный ток состоит из разнополярных импульсов одинаковой формы.Поэтому отпадает необходимость в фильтрации четных гармоник, включая вторую45 гармонику, имеющую наибольшую амплитуду в обычных конструкциях магнетронов.Предлагаемая конструкция сохраняетвсе достоинства прототипа; повышенныйотвод тепла, механическую прочность. нопри этом имеет более низкий уровень высших гармоник. От конструкций с фильтрацией гармоник она отличается простотой,повышенной электрической прочностью эасчет отсутствия фильтра в выводе энергии,55 возможностью миниатюризации,Предложенная конструкция магнетроиадиапазона 6 ГГц испытана в лабораторныхусловиях (1 чр 8, Ма 16), уровень второй гармоники составляет минус 65-70 дБ, уровеньчетвертой гармоники лежит ниже порога2000624 г иг. 2 чувствительности измерительной аппаратуры, Конструкция прототипа имеет уровень второй гармоники минус 40-45 дБ.Таким образом, результаты испытания ЗС подтверждают положительный эффект ее применения,Формула изобретения СВЧ-прибор М-типа, содержащий замедляющую систему, состоящую иэ Мр резонаторов, двух соосных колец с периодн е.ской структурой иэ М анодних ллл 1 л.Й, подсоединенных поочередно к верхнему и нижнему кольцу, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 5 что, с целью повышения качества спектравыходного сигнала эа счет подавления четных гармоник, соотношение числа дноднык ламелей и резонаторов удовлетворяет соот.ношению Йа-вйр, где а - четное число.Заказ 30 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1