Монотронный генератор и способ генерации колебаний в нем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЭЮЛИСТИЧЕСНИХРЕСГ 1 УБЛИ К зю Н О 1 .1 25/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ- ч о уюо- 1 л8 лек напряжение инжекцииронных сгустков;шунтовое сопротивлезонатора с учетом в е ре шней агруз ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт химической кинетикии горения СО АН СССР(57) 1. Монотронный генератор, содержащий инжектор электронов, соосно ему расположенный резонатор с пролетным каналом и выводом энергии,коллектор, б,т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью обеспечения возможности генерации субгарионик, повышения КПД, уменьшения пускового тока,в инжектор введено устройство формирования электронных сгустков, при,БО 14162 этом резонатор настроен на частоту1 определяемую следующим соотношенйем; 1.Я, = и/т,где Е, астота следования элекронных сгустков;п,ш - целые числа и и/в С 1,2, Способ генерации колебаниймонотронном генераторе по и.1,включающий операцию ввода электрного потока в пролетный канал ренатора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что при ГИ = 1/2 невозмущеный угол пролета электронныхсгустков в резонаторе и величинусреднего тока Й .выбирают из следщих соотношений;814162 5 40 1/Гр = и/ш,Изобретение относится к области СВЧ-техники, а более конкретно к источникам СВЧ-мощности, и может быть использовано в ускорительной технике. 5Известен пролетный клистрон, со,держащий инжектор электродов и резонаторы 1.11. Генерация субгармоник основной частоты производится при инжекции модулированного электронного пучка в резонатор с двумя за" зорами. Этот клистрон имеет сложную конструкцию, требует длительной настройки перед включением и обладает невысокой надежностью.Известен монотронный генератор СВЧ-колебаний, работающий при отрицательной активной электронной проводимости рабочего зазора реэонатора - монотрон, содержащий инжектор элект ронов, соосно ему расположенный резонатор с пролетными каналами и выводом энергии и коллектор 23. Генерация в монотроне осуществляется путем ввода электронного потока в пролетный канал резонатора с невозмущенным углом пролета 5/2 Л 2. Несмотря на внешнюю простоту, такие генераторы широко не используются, так как.обладают низким КПД и тре буют большого пускового тока.Целью изобретения являются создание на основе принципа действия моно- трона устройства для генерации субгармоник, повышение КПД и уменьшение З 5 пускового тока. Поставленная цель достигается тем, что "в монотронном генераторе, содержащем инжектор электронов, соосно ему расположенный резонатор с пролетным каналом и выводом энергии и коллектор, в инжектор введено устройство формирования электронных сгустков. Резонатор настроен на частоту Г, определяемую следующим соотношением где йр - частота следования электронных сгустков,п,ш - целые числа и и/ш С 1.Генерация субгармоник в монотронном генераторе осуществляется путем ввода электронного потока в пролетнвц канал резонатора, При ГЯр 1/2 невозмущенный угол пролета 60 электронных сгустков в резонаторе и величину среднего тока 5 р выбирают изследующих соображений(Од 1) (1+здпдр+2 соз Оо)0,ор В) (1+зпОр+сов О Г ф,где бр - средний ток;о - невозмущенный угол пролетасгустков в резонаторе;Бр - напряжение инжекции электронных сгустков;К - шунтовое сопротивление ре 1зонатора с учетом внешнейнагрузки.На фиг. 1 представлена схема монотронного генератора; на фиг. 2зависимость функции ф(6) от невозмущенного угла продета В электронных сгустков в резонаторе; на фиг.3результаты расчета на ЭВИ балансаэнергии зависимости электронного КПДот амплитуды напряжения на резонаторе при различных значениях невозмущенного угла пролета; на фиг. 4 представлена рабочая характеристика монотронного генератора со следующимипараметрами: невозмущенный угол пролета 9 р = 2,67, напряжение инжекцииэлектронных сгустков 11 р = 50 кВ; сопротивление нагрузки, перечисленноек зазору резонатора, К.11 = 0,52 мОм,шунтовое сопротивление резонаторабез учета внешней нагрузки Кр3,70 мОм, средний за период ток 1 р ==10 А; частота субгармоники Е в двараза меньше частоты следования электронных сгустков Г , т.е. Г/й = 1/2;рКПД устройства 1,у= 703; электронныйКПД 1 = ЦОЕ,Предлагаемый монотронный генератор работает следующим образом.Инжектор электронов 1 формируетэлектронные сгустки, которые поступают в резонатор 2 и взаимодействуютс его продольным электрическим полем,В результате происходит преобразование кинетической энергии электроновв энергию СВЧ-колебаний резонаторана частоте субгармоники. Энергия выводится через устройство 3, а электроны собираются на коллекторе 4.Рассмотрим физические процессы,происходящие в монотронном генераторе, в сравнении с прототипом.Непрерывный пучок в монотроннеможет быть рассмотрен (для анализа)фкак последовательность большого числа сгустков за период колебаний ре814162 хред Т.Дубинч Корректор Л. Ше ВН коми отк 035 аб,а илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Л. УтехиЗакаэ 3920/4 Тираж 683осударственногоам иэобретенийсква, Ж, Рауш Подписноета СССРтий