Релятивистский свч-генератор

 

Изобретение может быть использовано для генерации мощных радиоимпульсов сильноточными релятивистскими электронными пусками. Вакуумная камера 1 выполнена с окном 2 для вывода СВЧ-энергии. Анод 4 подключен к источнику высокого напряжения через отверстия в боковой стенке вакуумной камеры 1. В торце вакуумной камеры 1, противоположной окну 2, установлен параболический отражатель 3, в фокусе которого размещен анод 4. При подаче напряжения 500 кВ на зазор катод 5 - анод 4 генератора происходит генерирование мощного СВЧ-импульса в 10-сантиметровом диапазоне. Мощность в импульсе составляет 3-5 ГВт. Таким образом, релятивистский триодный генератор позволяет повысить КПД и, следовательно, увеличить уровень генерируемой мощности. 1 ил. с

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (П I (5»4 Н 01 J 25 68

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

К АВТОРСЙОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4013781/24-21 (22) 28.01.86 (46) 15.01.88. Бк п. В 2 (71) Научно-исследовательский институт ядерной фиэикипри Томскои политехническом институте им. С.М.Кирова (72) А.Г.Жерлицын, С.И.Кузнецов, Г.В.Мельников и Ю.Г.Штейн (53) 62 1.385.6(088.8). (56) Шевчик В.Н. и др. Волновые колебательные системы в электронных потоках СВУ, Саратов Иэд-во СГЦ, 1962, с. 113.

Диденко А.Н. и др. - Письма в ЖТФ, 1979, Ф 6, с. 321. (54) РЕЛЯТИВИСТСКИЙ СВЧ-ГЕНКРАТОР, (57) Изобретение иожет быть использо вано для генерации нощных радиоии-, пульсов сильноточными релятивистскиии электронными пусками. Вакуумная камера 1 выполнена с окном 2 для вывода

СВЧ-энергии. Анод 4 подключен к источнику высокого напряжения через отверстия в боковой стенке вакуумной камеры 1. В торце вакуумной камеры 1, противоположной окну 2, установлен параболический отражатель 3, в фокусе которого размещен анод 4. При по даче напряжения 500 кВ на зазор катод 5 — анод 4 генератора происходит генерирование мощного СВЧ-импульса в 10-сантиметровом диапазоне. Мощность в импульсе составляет 3-5 ГВт.

Такни образом, релятивистский триодный генератор позволяет повысить КПД и, следовательно, увеличить уровень генерируемой мощности. f ил.

67063

45>

1 13 .Изобретение относится к тех»нке

СВЧ и может быть использована для генерации мащнык радиаимпульсан сильноточными релятивистскими электронными пусками.

Цель изобретения - повышение КПД реллтивистскога генератора.

Иа чертеже представлено предлагаемое устройство °

Устройство содержит цилиндрическую вакуумную камеру 1, изготовленную из металла, причем размеры камеры намного больше генерируемой длины волны.

С одной стороны вакуум»ая камера заканчивается окном 2 для вывода СВЧэнергии, с другой — металлическим отражателем 3, имеющим параболическую поверхность. Внутри вакуумной камеры устанонлен анод 4, напротив а»ада расположен катод 5. Лнод 4 может быть выполнен из топкой металлической фольги, прозрачной для потока электронов, > либо из тонкой металлической сетки.

Лнод 4 подключен к положительному электроду истач»ика 6 высокого »апряженил через отверстие в боковой стенке вакуумной камеры и высоковольтный изолятор ?. Катод 5 подсое динен к заземленному электроду источника напряжения.

Устройство работает следующим образам.

Импульс пал.)житель»ой полярности ат источника 6 высокого напряже»ия через высаковальт»ый изолятор 7 прикладывается к промежутку анод 4 — катод 5,. Катод работает н режиме взрывной эмиссии. Электроны, эм»ттираванные с поверхности катода, ускоряются н промежутке и после пролета анода образуют виртуальный катод »а расстоянии, примерно ран»ом зазору анод— реаль»ьй катод. В образуемой патенцнальмой яме н области катод — анад— виртуальный катод происходят осцил ляции - »ектронов и развивается неустойчивость, являющаяся источником мащ»аго СВЧ-излучения. В пространство же пушки будет попадать лишь часть

СВЧ"энергии, иэлученнай генерируемым элементом реальный катод - анод— виртуальный катац перпендикулярно аси устройства, которая существенно меньше излучения вдоль оси. Энергия, отраженная от боковых стенок металлической вакуумной камеры, создает обратную связь н генераторе. Доля энергии, попавшая н пространство. пушки, 5

1Г

40 ие окажет существенного влияния на величину обратной связи, а эначи:.„ и на работу устройства н целом. Все это принедет к увеличению урания выходной мощности генератора.

Отражатель 3 может иметь параболическую форму для дополнительной фокусировки излучения.

Таким образом, с помощью предлагаемого устройства можно увеличить

КПД генератора по сравнению с прототипом, Пример. В качестве источника высоковольтного напряжения используется ускоритель с параметрами: энергия электронон 400-500 кэВ, ток пучка 15-20 кЛ, длительность импульса

60-80 нс. Вакуумная камера выполнена иэ латуни и имеет следующие размеры: длину 1 м, диаметр 1 м, параболический отражатель изготовлен также из латуни и имеет диаметр.раскрыва 1 м, фокусное расстояние 25 см. В качестве анода применена вольфрамовая сетка с прозрачностью 0,6-0,7, катод выполнен из нержавеющей стали. Расстолние анод — реальйый катод 2 см, Окно вывода СВЧ-энергии вакуумируется диэлектриком (»апример, оргстеклом), прозрачным для СВЧ, При подаче напряжения 500 кВ на заза- катод — анод генератора происходит генерирование мощного СВЧ-импульса в 10-сантиметровом диапазоне. Мощность импульса составляет 3 — 5 ГВт. Таким образам, такой релятивистский триадный генератор позволит повысить КПД и, следа" вательна„ унеличить уровень генери руемой мощности, Формула изобретения

Релятивистский СВЧ-генератор, содержащий цилиндрическую накуумную камеру с окнам для вывода энергии в ее торце, внутри которой перпендикулярно осн расположены противолежащие катод и ачод, проэра-..ный для потока электронов, соединенный с вводом анодного пита»ия, проходящим через отверстие в стенке вакуумной камеры, о т и и ч а ю шийся тем, что, с целью панышеннч КПД генератора, отн =p>.ë e для ввода а»ад»ага питания выполнена в боковой стен .е вакуумной камеры, а гротивопалажная окну вывода энергии стенка вакуум»ай камеры ныпалиена н виде параболического отражателя.