Широкополосный клистрон

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК щ) Н 01 3 25/1 2. Клистрон по п,1, о т л и ч аю щ и й с я тем, цто выходная электродинамическая система содержит по крайней мере один пассивный резо" й натор и настроена так, .цто максимумы ее амплитудно-частотной характеристики не совпадают с максимумами амплитудно-цастотной характеристики входной электродинамицеской системы. систему и несколько промежуточныхрезонаторов. Нелинейный группирователь содержит предвыходной резонатори.один или несколько резонаторов,расположенных перед ним,Положительный эФФект - увелицениКПД в полосе усиления - достигаетсяза счет возбуждения в электронномпотоке гармонических составляющих уливаемого сигнала. В известной конструкции с помощью двух дополнительных резонаторов второй гармоникиодин из которых располагают в нале нелинейного группирователя инастраивают на частоту ниже удвоенктрон- полос- выходаых кли поль- руппирозонатор" т из лио груп- одинами- итель еаза 1чаеск СУААРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРО"ЕНЫЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР СЙОМУ ОВИД."ТОВэсТВ(56) Авторское свидетельство СССР й 6955 Й, кл. Н 01 д 25/10, 1978,Авторское свидетельство СССР М 75 Ж 5, кН 01 д 25/10, 1979(5 М)(57) 1. ИИРОКОПОЛОСНЫЙ КЛИСТРОН, содержащий входную и выходную электродинамические системы и" промежуточные резонаторы линейного усилителя, настроенные в пределах полосы усиления, о т л и ц а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения перепада амплитудно-частотной характеристики клистрона и увеличения его КОД в точках минимальной мощности, входная электродинамицеская.Изобретение относится к эленой технике, а именно к широконым клистронам с оптимальныминами характеристиками, имеющимлый перепад амплитудно-частотнхарактеристик,В современных широкополоснстронах для увеличения КПД исзуются процессы нелинейного гвания электронного потока. Реная система клистронов состоинейного усилителя, нелинеййогпирователя и выходной электрческой системы, Линейный усилвключает входную электродинам система с один пасс на так, ц литудно-ц приходятс лосы усил резонатор строен на го и не с амплитудн входной э держит по краинеи мере вный резонатор и настроео крайние максимумы ее амп стотной характеристики на крайние чаСтоты пония, каждый последующий линейного усилителя начастоту выше предыдущевпадающего с максимумами -частотной характеристики ектродинамицеской систе880158 4характеристики клистрона и увеличениеего КПД в точках минимальной мощности.Указанная цель достигается тем,что в широкополосном клистроне, содержащем входную и выходную электродинамические системы и промежуточные резонаторы линейного усилителя,настроенные в пределах полосы усиле 1 О ния, входная электродинамическаясистема содержит по крайней мере один, пассивный резонатор и настроена так,что крайние максимумы ее амплитудночастотной характеристики приходятся15 на крайние частоты полосы усиления,каждый последующий резонатор линейного усилителя настроен на частоту выше предыдущего и не совпадающую с максимумами амплитудно-частотной характеристики входной электродинамической системы.Другое отличие состоит в том, чтовыходная электродинамическая системасодержит по крайней мере один пассивный резонатор и настроена так, чтокрайние максимумы ее амплитудно-частотной характеристики не совпадаютс максимумами амплитудно-частотной характеристики входной электродинамиЗО ческой системы. ной минимальной частоты полосы усиления, а другой располагают непосредственно перед выходным резонатором клистрона и настраивают на час"тоту выше удвоенной максимальнойчастоты полосы усиления. Перепадамплитудно-частотной характеристикирегулируется настройкой резонаторовлинейного усилителя и нелинейногогруппирователя, При этом выравнивание амплитудно-частотной характери 1стики широкополосного клистрона достигается путем уменьшения выходноймощности в максимальных точках, чтоснижает эффективность клистрона.Известен также широкополосный клистрон, содержащий входную и выходную электродинамические системы ипромежуточные резонаторы линейногоусилителя, настроеннь 1 е в пределахполосы усиления.В известной конструкции широкополосного клистрона увеличение КПДдостигается тем, что длины пролетамежду зазорами соседних резонаторов клистрона выбираются так, что влинейном усилителе они уменьшаются,а в нелинейном группирователе расту.тс увеличением номера резонатора.При этом для уменьшения перепадаамплитудно-Частотной характеристики1резонаторы линейного усилителя настраиваются в пределах полосы усиления./Классической в линейном усилителеявляется настройка первого резонатора вблизи центральной частоты полосыусиления, второго Резонатора - надлинноволновом, а последнего резонатора линейного усилителя - на корот Оковолновом краю полосы усиления.Однако в существующей конструкциинельзя получить достаточно малые перепады амплитудно-частотной характеристики линейного усилителя, что ограничивает воэможность увеличения КПДклистрона в точках минимальной мощности. Частично это обусловлено тем,что реальный входной резонатор имеетконечную величину добротности, а сле Одовательно, неравномерную в полосеусиления модуляцию электронного пучка.В результате этого амплитудно-частотная характеристика на выходе линейного усилителя имеет достаточный перепад,Цел ью изобретения я вля ет ся умен ьшение перепада амплитудно-частотной Кроме того, добротности резонаторов линейного усилителя уменьшаются с увеличением номера резонатора, начиная со второго.; Введение дополнительных резонаторов, располагаемых вне электронного потока, во входную электродинамическую систему и настройка крайних мак" симумов амплитудно-частотной характеристики входной злектродинамической системы на крайние частоты полосы усиления позволяет приблизиться к реализации идеального входного резонатора, который модулирует электронный пучок постоянным в полосе частот высокочастотным напряжением при подаче на его вход постоянной в полосе частот входной мощности, Одновременная перестройка второго и последнего резонаторов линейного усилителя с крайних частот полосы усиления на частоты внутри полосы усиления умень" шает перепал амплитудно-частотной характеристики линейного усилителя и всего клистрона в целом, что приводит к увеличению КПД в точках минимальной мощности.5 8801586На фиг, 1 изображен широкополосный ной эпектродинамицеской системы, Отклистрон, вертикальный разрез на работавший электронный поток оседает фиг. 2 и 3 - диаграммы добротности и на коллекторе 17. настройки семцрезонаторного клист- . На фиг.2, 3 по оси абсцисс отлорона с шириной полосы усиления 6 жена цастота У . Полоса усиления кли(на фиг. 2 - обычно используемая наст; строна лежит я пределех У до Ф3мин мокс ройка, на Фиг, 3 - настройка в соот- с центральной частотой т"ц,и составветствии с даным изобретением, в круж ляет 6. По оси ординат отложены ках обозначены порядковые номера ре значения приведенных добротностей зонатороя), на фиг. 4 - амплитудно- резонаторов клистрона/О гдеи маке частотные характеристики этих клист- ,и - добротность н резонатора, ронов. смаке добротность предвыходного реИирокополосный клистрон (Фиг.1)зонатора, а также величины относисостоит иэ катода 1, фокусирующего 15 тельной амплитуды сигнала входной иэлектрода 2, линейного усилителя, выходной электродинамических системмаксвключающего входную электродинамиче- клистрона АУ)/А, где А(Р)скую систему с активным входным ре- значение сигнала на частоте Рэонатором 3, дополнительным резонато- А - максимальная амплитуда сиг"ма ксром 4 вне потока, вводом 5 энергии 20 нала в полосе частот,Настроенную так, что максимумы ее Кривые 18 и 19 - настроечные хаамплитудно-частотной характеристики рактеристики выходной электродинаприходятся на крайние частоты полосы мической системы. усиления Ю мин и Р макс и т ис, и тр Как видно из сравнения диаграммпРомежУточных РезонатоРа клистРона, 25 (иг 2 )(Фиг. , 3) амплитудно-частотная хаРезонатор 6 настроен на частоту Выше рактеристика 20 (ф ,3)(фиг.3) ВХОднОЙ минимальной цастоты полосы, усиления электродинамицеской системы, в котомин, но ниже центральной частоты рую введен один дополнительный резо- полосы у . в его добротность макси 9,1. д Ро ость акси натор, имеет два максимума, настромальна в линейном усилителе. Резонаус ителе. Резона З 0 енные на краиние частоты полосы уситор 7 настроен на цастоту выше цент- ления Рральной Р, а его добротность сни- стройки второго, третьего и четвер- жена по сравнению с резонато омрезонатором 6того резонаторов сдвинуты внутрь нагрузоцными пластинами 8 с потеряполосы усиления г и бе ия, причем их до ротми . Последний резонатор 9 линейного З 5 ности последователЬно уменьшаются с усилителя настроен на частоту выше увелицением номера резонатора. частоты настройки реэонато аниже максимальной частоты полосы частотные характеристики клистронов , усиления Рщ. Резонатор 9 имеет ми- с обычной настройкой - кривая 21 и внимальную добротность. Этодостигает-, 40 соответствии с данным изобретением -сЯ его свЯзью с коаксиальным Резона- кривая 22 Срравнение приведенных хатором 10 с внесенными потерями. рактеристик показывает, что увфличеСтенки данного резонатора имеют погло- ние КПД широкополосного клистрона , щающее покрытие, от использования изобретения в.точНелинейный группиРователь состоит 4 ках минимально"ках минимальной мощности составляет из резонаторов 11 и 12, настроенных 1 уоколо В, а перепад амплитудно.-часна частоты выше максимальной частоты тотной характеристики уменьшилсяполосы усиления. Выходная электроди- до 0 4ДОДнамицеская система состоит из актив- Испытанйя клистронов опытно-конного резонатора 13, связанного с дву структ рструкторскои разработки подтвердили мя дополнительными резонаторами 14, возможность увеличения КПД клистрона 19 вне потока, и вывода 16 эне гии.д 6 энергии. в точках минимальной мощности на 10- Система настРоена так, что максимУмы 1 Д при уменпри уменьшении перепада амплиее амплитудно-частотной характеристи- тудно-частотйой характеристики с ки не совпадают с максимумами амплидБ 0 4д до, д тудно-частотной характеристики входрректор С.Шекм Тех Редактор Е.Гиринс Кравчу аказ 123 Тираж цИИПИ Государственного комитета по изобретени 113035, Москва, -35, Раушскаямбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 оизводственно-издательски Подписноеоткрытиям при ГКНТ СС