Усилительный клистрон для систем связи

Авторы патента:

H01J25/10 - клистроны, т.е. приборы с двумя и более резонаторами, без отражения электронного потока, в которых поток модулируется в основном по скорости в зоне входного резонатора

Изобретение относится к электронной технике и предназначено для использования в радиорелейных, тропосферных и спутниковых станциях связи. Цель изобретения уменьшение содержания помех в передаваемом сигнале. Клистрон состоит из электронной пушки 1, входного резонатора 2, промежуточных резонаторов 3 5 основной частоты, труб 8 12 дрейфа и коллектора 13. Резонатор 6 удвоенной частоты размещен перед выходным резонатором 7 на расстоянии 0,05 0,7 длины трубы 11 дрейфа и настроен на частоту, выбранную в интервале 2 (F_o+f_р) f₁₁ 2F_нч где F_o центральная частота рабочего диапазона частот клистрона; f_нч низкочастотная граница рабочего диапазона частот клистрона; f_р ширина рабочего диапазона частот клистрона. Введение резонатора 6 удвоенной частоты снижает уровень комбинационных составляющих в спектре выходного сигнала резонатора, работающего в режиме одновременного усиления двух и более ВЧ-сигналов, расположенных в одном рабочем диапазоне частот. 3 ил.

Изобретение относится к электронной технике, в частности к электронным приборам, более конкретно к многорезонаторным усилительным клистронам, предназначенным для использования в радиорелейных, тропосферных и спутниковых станциях связи, в которых осуществляется одновременная передача двух или более высокочастотных сигналов, расположенных в одном рабочем диапазоне частот клистрона. Целью изобретения является уменьшение содержания помех в передаваемом сигнале путем снижения уровня комбинационных составляющих в спектре выходного сигнала многорезонаторного клистрона, работающего в режиме одновременного усиления двух и более ВЧ-сигналов, расположенных в одном рабочем диапазоне частот. Цель достигается за счет введения дополнительного резонатора удвоенной частоты перед предвыходным резонатором клистрона и соответствующего выбора его местоположения и настройки. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого клистрона; на фиг. 2 расчетная зависимость относительного уровня комбинационных составляющих от частоты f_ll настройки резонатора удвоенной частоты, расположенного перед предвыходным резонатором клистрона на расстоянии l_ll=0,33 длины предпоследней трубы дрейфа; на фиг. 3 расчетная кривая минимума уровня комбинационных составляющих в зависимости от выбора расстояния l_ll резонатора удвоенной частоты от предвыходного резонатора клистрона. Клистрон состоит из электронной пушки 1, входного резонатора 2, промежуточных резонаторов основной частоты 3 и 4, предвыходного резонатора 5, резонатора удвоенной частоты 6, расположенного перед предвыходным резонатором 5, выходного резонатора 7, труб дрейфа 8-12 и коллектора 13 (l_др длина предпоследней трубы дрейфа; l_ll расстояние от предвыходного резонатора 5, на котором располагается резонатор удвоенной частоты 6). Устройство работает следующим образом. Электронный пучок, формируемый электронной пушкой 1, модулируется по скорости в зазоре входного резонатора 2 в результате одновременного воздействия двух или более ВЧ-сигналов. Под действием ВЧ-напряжений промежуточных резонаторов 3-5 в трубах дрейфа 8-10 происходит преобразование первоначальной модуляции по скорости в модуляцию по плотности и образование сгустков электронов. Причем в силу нелинейности процессов группирования формирование электронных сгустков происходит под действием ВЧ-напряжений основных частот и их комбинационных составляющих. Резонатор удвоенной частоты 6, расположенный перед предвыходным резонатором 5 и настроенный на частоту f_ll, выбранную в интервале 2(F_o- f_p) f_ll 2f_нч, где f_нч нижняя частотная граница рабочего диапазона частот клистрона; f_p ширина рабочего диапазона частот клистрона; F_о центральная частота рабочего диапазона частот клистрона, воздействуя на формируемые электронные сгустки, ухудшает условия группирования на комбинационных частотах, что обусловливает уменьшение относительного уровня комбинационных составляющих в спектре выходного сигнала в несколько раз по сравнению с известным техническим решением. Коллектор 13 служит для рассеяния кинетический энергии электронов, оставшейся у них после прохождения ВЧ-зазора выходного резонатора 7. При выборе местоположения резонатора удвоенной частоты в предпоследнем пространстве дрейфа, где уровень вторых гармоник частот усиливаемых сигналов относительно велик даже в линейных режимах частоты клистрона, в зависимости от частоты f_ll настройки резонатора удвоенной частоты относительный уровень комбинационных составляющих может быть как выше, так и ниже этого уровня в клистроне, использующем известное техническое решение, т.е. без дополнительного резонатора удвоенной частоты (кривая 14 на фиг. 2 и фиг. 3). Выбор настройки f_ll резонатора удвоенной частоты и выбор его местоположения перед предвыходным резонатором 5 определяется графиками на фиг. 2 и 3. Из фиг. 2 следует что частота f_ll настройки резонатора удвоенной частоты должна находиться в интервале от 2(F_o- f_p) до 2f_нч. Из фиг. 3 видно, что уменьшение уровня комбинационных составляющих по сравнению с известным техническим решением достигает 2-4 дБ при выборе отношения l_ll, l_др в пределах от 0,05 до 0,7, а оптимальное относительное расстояние l_ll/l_др от предвыходного резонатора 5, на котором должен располагаться резонатор удвоенной частоты, составляет 0,2. При уменьшении интервала между усиливаемыми сигналами (вплоть до 0,008 f_р) положительный эффект увеличивается и относительный уровень комбинационных составляющих может быть дополнительно уменьшен на 10-16 дБ, по сравнению с интервалом, близким к ширине рабочего диапазона частот клистрона. Введение дополнительного резонатора удвоенной частоты позволяет уменьшить уровень комбинационных составляющих и при одновременном усилении не двух, а большего числа сигналов. Уменьшение уровня комбинационных составляющих при введении дополнительного резонатора удвоенной частоты не сопровождается снижением коэффициента усиления на частотах основных сигналов.

Формула изобретения

УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КЛИСТРОН ДЛЯ СИСТЕМ СВЯЗИ, содержащий входной резонатор, предвыходной резонатор, выходной резонатор, промежуточные резонаторы основной частоты, по меньшей мере один резонатор удвоенной частоты и трубы дрейфа, отличающийся тем, что, с целью уменьшения содержания помех в передаваемом сигнале путем снижения уровня комбинационных составляющих в спектре выходного сигнала клистрона, работающего в режиме одновременного усиления двух и более высокочастотных сигналов, перед предвыходным резонатором на расстоянии 0,05 - 0,7 длины предпоследней, считая от входного резонатора, трубы дрейфа расположен резонатор удвоенной частоты, настроенный на частоту f, выбранную в интервале 2(F_o-

f_p)

2f_нч, где F₀ центральная частота рабочего диапазона частот клистрона; f_н_ч низкочастотная граница рабочего диапазона частот клистрона;

f_p ширина рабочего диапазона частот клистрона.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000

Изобретение относится к электронной технике и предназначено для использования в радиорелейных, тропосферных и спутниковых станциях связи

Свч-прибор о-типа // 1347105

Изобретение относится к области электротехники

Многолучевой свч прибор о-типа // 1326092

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано при разработке клистронов и ламп бегущей волны

Многолучевой клистрон // 1184394

Изобретение относится к электронным приборам О-типа, конкретно к пролетным многорезонаторным, многолучевым клистронам с резонаторами кольцевого типа

Широкополосной электронный свч-прибор о-типа // 1108950

Изобретение относится к электронной технике , а более конкретно к конструкции СВЧ-приборов О-типа,-таких как клистроны, ЛБВ и их гибриды

Мощный пролетный многорезонаторный клистрон с повышенным кпд // 1075860

Многолучевой многолитерный клистрон // 1028188

Усилительный многорезонаторный клистрон миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн // 982482

Изобретение относится к области электровакуумных приборов сверхвысоких частот, в частности, к усйлительньм клистронам миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн

Усилительный клистрон // 947928

Способ корректировки фазового сдвига в усилительном многорезонаторном клистроне // 947927

Многолучевой клистрон // 2125319

Изобретение относится к области электровакуумных приборов СВЧ

Клистрон // 2140115

Изобретение относится к области СВЧ-приборов O-типа, в частности к клистронам с ленточным электронным пучком и многолучевым клистронам с линейным расположением пучков

Генератор энергии микроволновой частоты для микроволновой печи // 2143154

Генератор энергии микроволновой частоты // 2144239

Электровакуумный прибор свч, истрон // 2152102

Изобретение относится к электронной технике, в частности к ЭВП СВЧ, в которых формирование электронного потока и модуляция его по плотности осуществляется в пространстве катод - управляющая сетка, а взаимодействие сгруппированного потока с СВЧ-полем и отбор полезной энергии - в выходном резонаторе

Лампа стоячей волны // 2163415

Изобретение относится к области радиоэлектроники и предназначено для генерации и регенеративного усиления сверхвысокочастотных электромагнитных колебаний

Способ стабилизации напряжения луча клистрона // 2174285

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к радиолокации

Коаксиальный четырехзазорный резонатор // 2175793

Изобретение относится к области электронных приборов СВЧ, а именно к конструкции резонаторов многолучевых СВЧ-приборов клистронного типа, например пролетного клистрона, клистрода и клистрона распределенного взаимодействия

Телевизионный клистрон // 2194330

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к мощным многорезонаторным пролетным усилительным клистронам, и может найти применение в телевизионных передатчиках изображения и звука

Электронная пушка для свч-прибора о-типа // 2212728

Изобретение относится к электровакуумным приборам СВЧ, в частности к лампам бегущей волны О-типа или клистронам с низковольтной модуляцией электронного потока (ЭП), использующим пушки с сетками