Свч-прибор о-типа

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛ ИСТИЧЕСК УБЛИК И 4 Н О 1 3 25/1 ОБРЕТЕНИЯ П гГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт химической кинетики игорения СО АН СССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 363407, кл. Н 01 1 25/00, 1971.Патент Великобритании 9 717826,кл. 40 а, опублик. 1951.(57) Изобретение относится к областиэлектротехники. Цель изобретенияповышение КПД СВЧ-прибора. СВЧ-прибо0-типа содержит протяженный катод 1,протяженную сетку 2, электроды 3,формирующие электронный поток10 в виде ленты, входной резонатор (Р) 5,промежуточные Р 6, выходной Р 7, фокусирующую систему 8, коллектор 9,тракт 10 подачи усиливаемого сигнала.Цель достигается тем, что в СВЧ-прибор введен входной Р 11 бегущей волаы, находящийся под высоким потенциалом и содержащий катод и сетку. Вописании изобретения приведены варианты конструктивного выполнения входного Р бегущей волны. Изобретениепозволяет повысить КПД СВЧ-приборав 1,5-3 раза и может быть использовано в приборах СВЧ-электромагнитныхколебаний, в которых ЭП взаимодействует с быстрой электромагнитной волной (фазовая скорость которой большескорости света). 3 з.п. ф-лы, 13 ил.Изобретение относится к электронным приборам сверхвысокочастотных (СВЧ) электромагнитных колебаний, в которых электронный пучок (поток) взаимодействует с быстрой электромаг. нитной волной (фазовая скорость которой больше скорости света).Целью изобретения является повышение КПД, а,также улучшение конструкции в целом.В устройстве, выполненном на предлагаемой схеме, КПД может быть увеличен в 1,5-3 раза по сравнению с известным устройством, В устройстве 5 согласно изобретению могут применяться один, два или несколько ленточных пучков, в том числе и ленточный пучок, свернутый в кольцо.Резонаторы бегущей волны целесо образно выполнять в виде прямоугольного волновода, свернутого в кольцо в Н-плоскости, с видом колебаний Н или в виде волновода П- или Н-типа (с видом колебаний, аналогичным Н , ), 25 или в виде волновода биконического типа (с видом колебаний, аналогичным виду Н, в круглом волноводе). В плане кольцевые резонаторы бегущей волны могут быть прямоугольными, в том числе и разной высоты (при ис" .пользовании одного или нескольких ленточных потоков электронов) или кольцевыми (при использовании ленточного потока, свернутого в кольцо). З 5На Фиг,1 изображено предлагаемое устройство, в аксонометрии на Фиг.2 = устройство с несколькими резонаторами, элементами формирования и сопровождения пучка и трактом подачи уси ливаемого сигнала, разрез; на фиг.3- 8 - варианты выполнения резонаторов бегущей волны (на Фиг.3 и 4 - с плоским ленточным потоком, в плане и в разрезе соответственно; на Фиг. 5 45 и б - с несколькими ленточными пучками в плане и в разрезе соответственно; на Фиг.7 и 8 - с ленточным пучком, замкнутым в кольцо в плане н в разрезе соответственно); на Фиг.9-11 5 п изображен выходной резонатор с несколькими выводами мощности (на Фиг.9 - с двумя ленточными пучками; на Фиг,10 - с кольцевым пучком и выводами с внутренней стороны резонато ра; на Фиг.11 - с кольцевым пучком и выводами с внутренней и наружной сторон резонатора); на Фиг.12, 13 показан сеточно"катодный узел (на фиг, 12 - с отдельной Формирующей системой; на фиг.13 - вариант выполнения ).Устройство (Фиг. 1 и 2 ) состоитиз протякенного истсчкика электроновкатода 1, протяженной - параллельнойкатоду 1 - сетки 2, электродов 3,Формирующих злектронный поток 4 в виде ленты, входного (модулирующего)резонатора 5, промежуточных резонаторов 6, выходного резонатора 7, Фокусирующей (сопровождающей ) системы 8и коллектора 9.Кроме того, на фиг. 2 изображенвариант исполнения предлагаемого устройства с трактом 10 подачи усиливаемого сигнала как во входной резонатор 5 так и в дополнительный входной резонатор 11, находящийся под высоким потенциалом и содержащий ка-тод 1 электронов (катод )и сетку 2,посредством антенн 12 и 13. Источник 1 и сетка 2 обрамлены металлическими поверхностями так, что образуют П- или Н-образный резонатор 14бегущей волны (фиг.12 13),В варианте выполнения устройстварезонатор выполняют так, что егостенки 15 (при подаче напряжения инжекции ) формируют в пространстве дополнительный резонатор 14 - входнойрезонатор 5 электрическое поле, идентичное полю в пространстве формируюцие электроды 3 - резонатор 5. В процессе раооты на резонатор 14 подают напряжение отрицательной полярности 1-500 кВ, а в тракт 10 - СВЧ-сигнал, подлежащий усилению. Часть мощности этого сигнала через систему антенн 12 и 13 поступает в зазор сетка 2 - катод и осуществляет СВЧ-отсечку электронного тока, инжектируемого катодом. Электроны в положительные полупериоды СВЧ-колебаний поступают в пространство сетка 2 - резонатор 5. Наличие электродов 3 способствует формированию потока электронов 4 в виде ленты. Этот поток проходит через щели, прорезанные по центру широких стенок волноводов образующих резонаторы 5 - 7 (щели прорезают по линии нулевых поперечньгх токов, Фиг 1-8 ). Во входной резонатор 5 также вводят сигнал, подлежащий усилению (фиг, 2), Этот сигнал производит модуляцию электронов по скорости.Система 8, выполненная, например,в виде электростатических линз,обеспечивает прохождение потока электронов 4 через все щели в резонато 5рах 6 и 7, При движении электроновот резонатора 5 к резонатору 7 модуляция по скорости приводит к образованию сгустков электронов (волны пространственного заряда ). Они индуцируют в резонаторах 6 и 7 высокочастотные электромагнитные поля. Поля врезонаторах 6 подгруппировывают пучок (аналогично процессу в промежуточных резонаторах прямопролетных .15клистронов ). В выходном резонаторе 7электронный поток индуцИрует мощноеэлектромагнитное поле, распространяющееся в резонаторе 7 в виде бегущейволны, и, взаимодействуя с ним, от Одает свою кинетическую энергию. Длянормального функционирования резонаторы бегущей волны 5 - 7 выполняюттак, чтоб фазовая скорость во всехкольцевых резонаторах была одинакова. 25Дпя решения проблемы вывода СВЧэнергии из резонатора 7 и приданияконструкции компактности предлагается выводы энергии сделать с .внутренней стороны выходного резонатора 7 Зобегущей волны (в соответствии сфиг. 10) или с внутренних и наружныхсторон (в соответствии с фиг. 9и 11),Формула изобретения1. СВЧ-прибор О-типа, содержащийпротяженный катод, входной и выходной резонаторы бегущей волны с устройствами ввода или вывода энергии,систему формирования и фокусировкиэлектронного пучка и коллектор,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения КПД, в него введендополнительный входной резонатор бегущей волны с устройством ввода энергии, емкостный зазор взаимодействиякоторого образован поверхностью катода исеткой, расположенной параллельно поверхности катодов,2. СВЧ-прибор по п. 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что стенки дополнительного входного резонатора, примыкающие к сетке, образуют элект- роды системы формирования электронного пучка.3. СВЧ-прибор по п, 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что выходной резонатор содержит по крайней мере два устройства вывода энергии.4. СВЧ-прибор по пп. 1 и 3, о т" л и ч а ю щ и й с я тем, что выходной резонатор выполнен замкнуться, а устройства вывода энергии установлены с внутренней его стороны.34705 Составитель Е.ШитоваТехред А. Кравчук Корректор А Обручар Редактор А. Шандор Заказ 5123/48 Тираж 696 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5