Генератор дифракционного излучения

ОЮЗ СОВЕТСНИ ЦИАЛИСТИЧЕСНИ 1 СПУБЛИН 1191 111 12 Яб)5 ОСУДАРСТВЕННЫО ИЗОБРЕТЕНИЯРИ ГННТ СССР НОМИТЕТОТНРЫТИЯМ,М,Фурсов6 (088.8)е свидетельствН 01 д 23/6,ниченко ми, Фо СС 97 шел е рское свидетельство СССР2, кл. Н 01 Л 25/00, 1976. т 4 ) ГЕНЕРАТОР ДИФРАКЦИОННОГО ИЗЛУе ЧЕНИЯ(57) Иэобрете нике СВЧ, а и прибсрам милл рового диапаз изобретения я о элект нымметелью ста бретение относится к электрониа именно к электровакуумнымам миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн, и может найти применение в радиолокации,системах связи, спектроскопии и других областях науки и техники, где на"ряду с большой мощностью источникаэлектромагцитньсх колебаний требуютсявысокая стабильность частоты и устойчивость генерации,Целью изобретения является повышение стабильности частои улучшение спектральтик, одновременно достчеиие срОка службы генератора дифракИэо ке СВЧ приборты генерасииных хдрактерисигается увели(46) 23 (21) 46 (22) 07 (7 Ин ки АН У (72) В. А. И, Фис (53) 62 (56 ) Ав У 34738 .щтубз:с 4 ие относится к эленцо к электровакметрового и.субмиллнов длин волн, Цвляется повышение бильности частоты генердцни и у нце селе кции к олеб дций. 1 ел ь до ется тем, что периферийные части одного иэ зеркал генератора дифрдкцион ного излучения образованы двумя эшелетта распопоженсгыми в соотнетствии с рмулой цзобретеция. Открытый резонатор, образовдсссый сФерическим и э тто-уголковым зеркалдмп, цме" ет значительно более раэрежессспсй спектр собственных колебасдш, чем резонатор с плоским ц сферическим зеркдс,дми или резонатор со сФерическим и уголковым зеркалдмсс. Возможно такж расположение дополнительных периодических решеток и дополсситслысьсхроцно-оггтических систелс на гранях э пессеттов. Максимальная мощность генердторд может достигдть 7 Вт в непрерывном рессдме. 6 ил. циоцного излучения (ГДН),На Фиг.изображен общий вссд ГДЙ,на Фссг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1; наФиг. 3 - ГД 11 с многим;с электрошщмипотоками; на Фиг, 4 и 5 - амплитудночдстотные характеристики (АЧХ) открытых резонаторов предложессного ГДИ иГДи-прототипа; на Фиг. 6 - перестро -.ечные кривые ГД цифрамсс обозначе-.:на мощность излучения в милливдттах),ГДН содержит открытий резонатор,образованный зеркаламии 2, диодную пушку 3, коллектор 4, цд которыйсобираетса электросссяссс пучок 5. В зеркале 1, выполненном, например, в виде го гнутой части сферической пс всрх 1612846носгп расположен вывод СВЧ"-эиергииЩелевой вывод 6 СВЧ-энергии расположен и плоскости, перпендикулярнойграням эшелеттов 7 и 8, Зеркало 2представляет собой комбицацао из двухир 11 моугольиых эшелеттоп 7 и 8, размещецпых з еркально-симметричио относи"тельно плоскости симметрии прибора,а грани 9 эшелеттов, обращенные всторону зеркала 1, расположены в плоскостях, перпецдикуляр 11 ых оси резоцато"ра и.центральной части 10 с периодической структурой 11,ГДИ, выполнециый по па 2 формулыИзобрете 1 в 1 я, содержцт дополнительныепериодические структуры 12, размещен"ные па грацях 9 эшелеттов 7 и 8, Вблизи допопнитепьцых периодических структур 12 пропускаются дополнительныеэлектроицые пучки 13, формируемыеэлектроицыми пушками и собираемыеца общем коллекторе.Для проверки селективных свойствоокрытого резонатора образованногосферическим зеркалом 1 и зшелеттами8, были проведены сопоставительные измере 1 шя АЧХ такого резонатора,резонатора, образованного сферичес-,ким зеркалом и уголком, и резонатора,.3образовациого сферическим и плоскимзеркалами. При этом параметры резоца-.торов подбирались такими, чтобы сов-е спадали области частот и размеры апертур. АЧХ 14 резоцатора, образованного плоским и сферическим зеркалами,содержит близкорасположенные разонацсы, более разрежениой является АЧХ15 сфероуголкового резонатора, а.АЧХ16 резопатора с двумя эшелеттами ещеболее разреженаРезоиацсные кривые 17"21 зависимости напруженной добротности колебаний резоиаторов от продольцого числа45Ъгде"длииа волны1расстоивие межцу зеркалами .показыва 1 от, что кривая 17, соответст"вующая осцовному типу колеба 1 в 1 й открыбтого резонатора с эшелеттами, болееузкая чем кривая 18, относящаяся крезонатору с плоским и сферическимзеркалами, внешние типы нолебаиий(кривые 19"21) возбуждаются. гораздоспабее, чем основной тип колебаний.5ГДИ работает следующим образом.е 1 одулировацный 1 электронный пучок5, двигаясь вдо 11 ь сриодической структуры 11, возбуждает дифракциоиное излучецие, уходящее к зеркалу 1. При совпадеиии частоты излучения с собст" веииои частотой колебания в открытом резонаторе, име 1 ощего Е-поляризацию, в последнем происходит возбуждение высокодобротцого колебания. Это пригводит к появлению сильных СВЧ-полей как вобъеме резонатора, образованного зеркалами 1 и 2, так и вблизи пе" риодической структуры 11 и появлению модуляции по плотности в электронном пучке. Модулированный электронный пучок возбуждает мощное когерентиое ,дифракциоииое излучеиие, часть которого и выводится через вывод СВЧ"энергии в зеркале 1.Особенность селективиых свойств данного открытого резонатора определяется свойствами двух симметрично Расположенных эшелеттов. Такой выбор конструкции открытого резонатора связан с тем, что в ГДИ может быть ис" пользован столько Е-поляриэовацрый эшелетт (в этом случае вектор.Е направлен вдоль граней зшелетта, обращенных в сторо.гу первого зеркала, на этих гранях размещены периоО 1 ческие структуры), отличительной особенностью которого является практически полное преобразование первой гармоники (основной в автоколлимационцой схеме) в нулевую, которая практически полиость 1 о высвечивается н свободное пространство. В результате потеои энергии в открытом резонаторе с од" цим эшелеттом могут достигать 1 ООЕПредложенная конструкция лишена это" го недостатка, так как нулевая гармоиика, преобразуемая в первую иа второй части уголкового эшелетта, и попадает ца сферическое первое зеркало, Существование добротных Е-поляризовац 11 ых колебаний в сфероуголко" воэшелеттном открытом резонаторе подтверждено экспериментально полу" ченцыми результатами.Выбор ширины центральной части, равной ;:, / 3 сайф, продиктован необходимостью проникновения Е-поляризованной отиосительио образующих решетки волны в полость-волновод с центральной дифракционнай решеткой, вблизи которой локализовав электронный пучок, одномодовым рекмои распределения воли в полостиьи 1 воде, малы 1 а омическими потерями в ,.яе 11,;а полости"волновода.7ЯОР.3 ьаю 6 ЬВЬЬМИЙВЙ суФ РВ 41,юо в,У 4 Ж Составитель А,Власовикова Техред М,Ходаиич орректор й дакто ов За ВН Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород,ина, 1 О 2825 Тираж 253 ПодписноеПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб д.4/5