Свч-прибор о-типа

 

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - повьшение КПД СВЧ-прибора. СВЧ-прибор 0-типа содержит протяженный катод 1, протяженную сетку 2, электроды 3, формирующие электронньй поток (ЭП) 4 0 73 / / в виде ленты, входной резонатор () 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 волны , находящийся под высоким потенциалом и содержащий катод и сетку. В описании изобретения приведены варианть: конструктивного выполнения входного Р бегущей волны. Изобретение позволяет повысить КПД СВЧ-прибора в 1,5-3 раза и может быть использовано в приборах СВЧ-электромагнитных колебаний, в которых ЭП взаимодействует с быстрой электромагнитной волной (фазовая скорость которюй больше скорости света). 3 з.п. ф-лы, 13 ил. (Л ff(d со 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1347105

yg 4 Н Ol J 25/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ в виде ленты, входной резонатор (Р) 5, промежуточные P 6, выходной P 7, фокусирующую систему 8, коллектор 9, тракт 10 подачи усиливаемого сигнала.

Цель достигается тем, что в СВЧ-при6ор введен входной Р 11 бегущей воляы, находящийся под высоким потенциалом и содержащий катод и сетку. В описании изобретения приведены варианты конструктивного выполнения входного P бегущей волны. Изобретение позволяет повысить КПД СВЧ-прибора в 1,5-3 раза и может быть использовано в приборах СВЧ вЂ электромагнитн колебаний, в которых ЭП взаимодействует с быстрой электромагнитной волной (фазовая скорость которой больше скорости света). 3 з.п. ф-лы, 13 ил.

4 а 3

41

Сл

Ял/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21-) 1955057/24-21 . (22) 23.07.73 (46) 23.10.87. Бюл. № 39 (71) Институт химической кинетики и горения СО АН СССР (72) А.С.Богомолов (53) 621.385.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 363407, кл. H 01 J 25/00, 1971.

Патент Великобритании ¹- 717826, кл. 40а, опублик. 1951. (54) СВЧ-ПРИБОР 0-ТИПА (57) Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения повьппение КПД СВЧ-прибора. СВЧ-прибор

0-типа содержит протяженный катод 1, протяженную сетку 2, электроды 3, формирующие электронный поток (ЭП) 4

10 1З

5

Е

В

9 е.2

1347105

Изобретение относится к электронным приборам сверхнысокочастотных (СВЧ) электромагнитных колебаний, н которых электронный пучок (поток) нзаимодейстнует с быстрой электромагнитной волной (фазовая скорость которой больше скорости света).

Целью изобретения является повышение КПД, а,также улучшение конструкции н целом.

В устройстве, выполненном на предлагаемой схеме, КПД может быть увеличен в 1,5-3 раза по сравнению с известным устройством. В устройстве 18 согласно изобретению могут применяться один, дна или несколько ленточных пучков, в том числе и ленточный пучок, свернутый н кольцо.

Резонаторы бегущей волны целесо- 20 образно выполнять в виде прямоугольного волновода, свернутого н кольцо в Н-плоскости, с видом колебаний Н или в виде волновода П- или Н-типа (c видом колебаний, аналогичным Н „, ), 25 или в виде волновода биконического типа (с видом колебаний, аналогичным виду Н,„ в.круглом волноноде). В плане кольцевые резонаторы бегущей волны могут быть прямоугольными, н том числе и разной высоты (при ис-.пользовании одного или нескольких ленточных потоков электронов) или кольцевыми (при использовании ленточного потока, свернутого н кольцо). ЗВ

На фиг.l изображено предлагаемое устройство, в аксонометрии; на фиг.2 = устройство с несколькими резонаторами, элементами формирования и сопровождения пучка и трактом подачи уси- 40 ливаемого сигнала, разрез; на фиг.38 - варианты выполнения резонаторов бегущей .волны (на фиг.3 и 4 — с плоским ленточным потоком, в плане и н разрезе соответственно; на фиг. S 45 и б — с несколькими ленточными пучками в плане и в разрезе соответственно; на фиг.7 и 8 — с ленточным пучком замкнутым н кольцо н плане н Б разрезе соответственно); на фиг.9-11 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-- 5 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.l3 — вариант выполнения ).

Устройство (фиг. l и 2 ) состоит из протя>кенного истсчкика .электронов катода 1, протяженной — параллельной катоду 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 8 и коллектора 9.

Кроме того, на фиг. 2 изображен вариант исполнения предлагаемого устройства с трактом 10 подачи усиливаемого сигнала как но входной резонатор 5,, так и н 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 понерхностями так, что образуют П- или Н-образный резонатор 14 бегущей волны (фиг.12., 13).

В нарианте выполнения устройства резонатор выполняют так, что его стенки 15 (при подаче напряжения инжекции ) формируют в пространстве дополнительный резонатор 14 — входной резонатор 5 электрическое поле, идентичное полю н пространстве формируюцие электроды 3 — резонатор 5.

В процессе работы на резонатор 14 подают напряжение отрицательной полярности 1-500 кВ, а н тракт 10—

СВЧ-сигнал, подлежащий усилению.

Часть мощности этого сигнала через систему антенн 12 и 13 поступает н 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 н виде ленты. Этот поток проходит чере - щели, прорезанные пО центру ширОких стенок нолнОВОдОн образующих резонаторы 5 — 7 (щели прорезают по линии нулевых поперечньгх токов, фиг. 1-8 ). Во входной резонатор 5 также нводят сигнал, подлежащий усилению (фиг. 2). Этот сигнал производит модуляцию электронов по скорости.

1347! 05

Система 8, выполненная, например, в виде электростатических линз, обеспечивает прохождение потока электронов 4 через все щели в резонато5 рах 6 и 7. При движении электронов от резонатора 5 к резонатору 7 модуляция по скорости приводит к образованию сгустков электронов (волны пространственного заряда 1. Они индуцируют в резонаторах 6 и 7 высокочастотные электромагнитные поля. Поля в резонаторах 6 подгруппировывают пучок (аналогично процессу в промежуточных резонаторах прямопролетных .15 клистронов ). В выходном резонаторе 7 электронный поток индуцИрует мощное электромагнитное поле, распространяющееся в резонаторе 7 в виде бегущей волны, и, взаимодействуя с ним, от- 2р дает свою кинетическую энергию. Для нормального функционирования резонаторы бегущей волны 5 — 7 выполняют так, чтоб фазовая скорость во всех кольцевых резонаторах была одинакова. 25

Дпя решения проблемы вывода СВЧэнергии из резонатора 7 и придания конструкции компактности предлагается выводы энергии сделать с .внутренней стороны выходного резонатора 7 30 бегущей волны (в соответствии с фиг. 10) или с внутренних и наружных сторон (в соответствии с фиг. 9 и 11).

Формула изобретения

1. СВЧ-прибор О-типа, содержащий протяженный катод, входной и выходной резонаторы бегущей волны с устройствами ввода или вывода энергии, систему формирования и фокусировки электронного пучка и коллектор, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введен дополнительный входной резонатор бегущей волны с устройством ввода энергии, емкостный зазор взаимодействия которого образован поверхностью катода и сеткой, расположенной параллельно поверхности катодов.

2. СВЧ-прибор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся 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 io шийся 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 шийся тем, что выходной резонатор выполнен замкнуться, а устройства вывода энергии установлены с внутренней его стороны.

1347105

1347105!

347!05!

Ф /Г. 13

Составитель Е.Шитова

Техред А. Кравчук

Корректор A ° oáðó÷àð

Редактор А.Шандор

Заказ 5123/48 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4