Электронный свч-прибор со скрещенными полями(фазматрон)

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ,277 И 5 Сока Советских Социалистических РеспубликВОЭффьтл1Ф К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 02,11.1968 ( 1214642/26-25с присоединением заявкиКл. 21 д, 13/1 Комитет по делам обретений и открытиритет Опубликовано 22.И 1,1970. Бюллетень24 ете Минис та опубликования описания 1.Х 11.1970 Авторыизобретен Л. М. Лагранский, В. А, Лепилов и В. А. Неган Заявител НЪМИ ПОЛЯМ ЛЕКТРОННЪЙ СВЧ-ПРИБОР СО СКРВ лучевых приборах магцетронцого типа не удается полностью преобразовать потенциальную энергию электронного потока в высокочастотную энергию. Часть электронов, которые в момент влета в пространство взаимодействия попадают в ускоряющее высокочастотное поле (обычно их называют неправильнофазовыми электронами), не успевают передать запас потенциальной энергии полю, что сци)сает к.ц.д. прибора. Фазу неиравильиофазньх электронов можО скОектировать путем изменения конфигурации отрицательного электрода в результате чего меняются напряженность статического электрцческого поля и соответственно скорость движения иеправильцофазиых электронов. Последнее приводит к изменению фазы электронов относительно бегущей волны в здмедляющеи системе. Однако в эгом случае ие уддется одновременно суцествеццо повысить к.п.д, и уменьшить длину прибора из-за малой эффективности тдкой иерефазировки электроцог.Целью изобретения является повышение к.п.д. прибора и уменьшение его длины. Для этого в прибор, содержащий электронную пушку, пространство взаимодействия электронного потока с полем замедленной электромагнитной волны, образованное противолежащими поверхностями замедляющей системы и отрицательного электрода, поверхность которого со стороны пространства взаимодействия снабжена пазами пли выступами, располо)кецныхи параллельно магнитным силовым линиям, установлен фазирующий элект род, расположенный между пушечным концомприбора и областью интенсивного оседания электронов на замедляющую систему в месте расположения пазов или выступов на поверхности отрицательного электрода. Фазирующий 0 электрод выполнен в виде проводящей пластины, параллельной поверхности замедляющей системы. 1 еометрическце размеры областей пространства вздимодеиствия между фазирующим электродом и замедляющей системой 5 и отрицательным электродом выбраны из условия изменения примерно ца 180 фазы иеправильнофазцых электронов, проходящих между поверхностями фазирующего и отрицательного электродов, относительно фазы 0 правильнофазцых электронов.В пространство взаимодействия может бытьвведено несколько фазирующих электродов, расположенных последовательно с зазором, а между фазпруощим п отрицательным элект родами может быть размещен дополнительныйкорректирующий электрод. На фиг. 1 изображена схема описываемого прибора; нд фиг. 2 - то же, с несколькими30 фазирующпм электродами; на фиг, 3 - то же55 б 0 65 с корректирующим электродом между фазпрующпм и отрицательным электродами.Прибор включает электронную пушку 1 (фиг. 1), замедляющую систему 2, отрицательный электрод 3 с пазом 4, пад которым параллеЛьно силовым линиям магнитного поля размещен фазирующий электрод 5.Электронный поток б, сформированный пушкой 1, движется в пространстве взаимодействия между противолежащими поверхностямп замедляющей системы 2 и отрицательного электрода 3 в направлении коллектора 7, Скорость движения электронов равна отношению напряженностей электростатического и скрещенного магнитного полей в пространстве взаимодействия. Входной высокочастотный сигнал передается в замедляющую систему 2через ввод 8, Во время движения электронный поток б взаимодействует с высокочастотным полем замедленной волны системы 2, причем скорости движения волны и потока равны.Правильнофазные электроны 9 взаимодеиствуют с тормозящим высокочастотным полем, отдают свою потенциальную энергию и направляются к замедляющей системе 2. Неправильнофазные электроны 10 отбирают энергию у высокочастотного поля и приближаются к отрицательному электроду 3. Таким образом, процесс взаимодействия потока и волны приводит к рассортировке электронов по энергиям и к распределению их по высоте пространства взаимодействия.Фазирующий электрод б, параллельный плоскостям системы 2 и электрода 3, размещен на участке пространства взаимодействия между вводом 8 и областью интенсивного токо- оседания электронов на замедляющую систему 2, Ширина электрода б в направлении магнитных силовых линий должна быть не менее ширины потока б. Электрод б разделяет в сечении А - А электронный луч 6 на два потока и направляет неправпльнофазные электроны 10 в область дрейфа, образованную противолежащими поверхностями электрода 5 и паза 4. Правпльнофазные электроны 9 направляются в пространство между противолежащими поверхностями замедляющей системы 2 и электрода б и перемещаются там синхронно с высокочастотной волной, Напряженности электростатических полей в пространстве между поверхностями электрода 5, электродов замедляющей системы 2 и отрицательного электрода 3 выбраны различным путем подбора расстояний между поверхностями этих электродов на участке пространства взаимодействия между плоскостями А - А и Б - Б, а также зависят от значения потенциала электрода б. Разность напряженностей полей, а следовательно, и скоростей потоков неправильнофазных 10 электронов выбрана такой, чтобы в выходной области электрода б (плоскость Б - Б) фаза неправильнофазпых электронов 10 после прохождения ими области дрейфа изменилась относительно фазы высокочастотного поля в данной области про 5 10 15 го 25 Зо 35 40 45 50 страпства взаимодействия па величину, близкую к 1 оО. Далее перефазировапные электроны 10 взаимодействуют с тормозящим ВЧ-полем и передают ему свою потенциальную энергию. Усиленный ВЧ-сигнал в коллекторной части системы 2 через вывод 11 передастся па внешнюю нагрузку.Фазирующий электрод 5 может быть выполнен в виде сплошной металлической пластины, сетчатого пли решетчатого электродов. Поскольку этот электрод перехватывает язве тпую долю электронного потока, должны оыть приняты меры, обе"печивающпе неооходимую сго термостойкость. Целесообразно электрод изготовлять из термостойких материалов (например молибдена, вольфрама, тантала).На фиг, 2 показана схема прибора с не. сколькимп фазирующимп электродами, установленными последовательно друг за другом в пространстве взаимодействия под одинаковымп нли разными потенциалами. Во входной области пространства взаимодействия измеш. - пие фазы неправильпофазных электронов обеспечивается с помощью выступа 12, укрепленного на электроде 3 и увеличивающего скорость дрейфа этих электронов. В выходной области изменение фазы неправпльнофазных электронов обеспечивается фазирующим электродом б и пазом 4, В лучевых приборах с секционированной замедляющей системой фазирующии электрод может быть размещен в области дрейфа (в разрыве) между секциями прибора, так как в области дрейфа нет замедляющей системы п с конструктивной точки зрения гораздо проще осуществить изменение геометрии электродов, образующих пространство дрейфа (анод - отрицательный электрод).На фиг. 3 показана схема прибора с корректирующим электродом 13, расположенным в углублении или в пазу 4 отрицательного электрода 3. Электрод 13 электрически изолирован от электрода 3. Подбирая потенциал электрода 13, можно изменять в необходимых пределах скорость дрейфа электронов 10, перемещающихся в пространстве между прогпволежащимп поверхностями электродов 5 и 13 и тем самым подоирать оптимальныи режим работы прибора,Аналогичные изменения конструкции возможны также в генераторах и усилительных приборах с обратной волной. Предмет изобретения 1. Электронный СВЧ-прибор со скрещенпыми полями, содержащий электронную пушку, пространство взаимодействия электронного потока с полем замедленной электромагнитной волны, образованное противолежащими поверхпостямп замедляющей системы и отрицательного электрода, поверхность которого со стороны пространства взаимодействия снабжена пазами или выступами, расположенными параллельно магнитным силовым линиям, отличаюи(ийся тем, что, с целью повышения277115 7 2 к,п.д. и уменьшения длины прибора, между пушечным концом и областью интенсивного оседания электронов на замедляющую систему в месте располохкения пазов или выступов установлен фазирующий электрод, выполненный в виде проводящей пластины, параллельной иовср: ности замедляои 1 ей системы, причем геометрические размеры областей пространства взаимодействия между фазирующим электродоч и замедляющей системой и отрицательныч электродом соответственно выбраны из условий изме; ения па 180 фазы неправильнофазных электронов, проходящих между противолежащими поверхностями фазирующего и отрицательного электродов, относительно фазы правпльиофазных электронов.2, СВЧ-прибор по п, 1, отлачанщиася тем, что, с целью расширения динамического диапазона работы приоора, в пространстве взаимодействия установлено последовательно с зазором несколько фазирующих электродов,1 О 3. СВЧ-прибор по п, 1, отлпчающшся тем, что между фазирчощим и отрицательным электродами, параллельно им, установлен корректирующий электрически изолированный электрод,ова дак Составитель Л. ф. фроловаТекрсд 3. Н. Тараненко оррскторы:и Е Петрова сточкинааказ 3337/811 ИИПИ Комитета Тирана 480 Подписно делам изобретений и открытий прп Совете Мшшстров СССР Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5ппографип, пр. Сапунова, 2