Способ генерации мощных свч-колебаний

 

Изобретение может быть использовано , например, в радиосвязи, В способе генерации мощных сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний в релятивистском СВЧ-триоде с осциллирующим электронным потоком в пространстве взаимодействия в режиме виртуального катода возбуждают высокочастотное поле 6 внешнего СВЧ-генератора, электрическая составляющая Е напряженности которого в направлении осцилляции электронного потока и его частота f удовлетворяют выражениям 0, ,25f, где и - напряжение на аноде триода; d - расстояние между катодом и анодом триода; f - частота излучения релятивистского СВЧ-триода в отсутствии внешнего высокочастотного поля. Упрощается процесс перестройки частоты генерируемого излучения. 2 ил. с 9 (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (И) О А1

Л ) Н ф ру. ы - i н i f l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР (21) 4050186/24-21 (22) 07.04.86 (46) 30.07.89. Бюл.Р 28 (71) Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова (72) В.П.Григорьев, A.Ã.Æeðëèöûí, Т.В.Коваль и Г.В.Мельников (53) 621.385.6(088.8) (56) Лебедев И.В. Техника и приборы

СВЧ. N.! т.2, 1972, Высшая школа, гл.2.

Диденко А.Н., Красик Я.Е., Перелыгин С.Ф., Фоменко Г.Г. Письма в

ЖТФ, т.5, в.6, 1979, с.321-325. (54) СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ МО!ЦНЫХ СВЧКОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение может быть использовано, например, в радиосвязи. В

Изобретение относится к технике

СВЧ и может быть использовано для получения мощных СВЧ-импульсов с перестраиваемой в процессе работы частотой, например, в радиосвязи.

Целью изобретения является упрощение процесса перестройки частоты генерируемого излучения.

Примером практической реализации предлагаемого способа может служить устройство, схематически изображенное на фиг 1 и 2, Устройство содержит источник 1 сильноточного электронного пучка, анод 2 в виде сетки для электронного пучка, катод 3, вакуумную камеру 4, внешний СВЧ-генератор 5, окно 6 ввода внешней электромагнитной энергии в способе генерации мощных сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний в релятивистском СВЧ-триоде с осциллирующим электронным потоком в пространстве взаимодействия в режиме виртуального катода возбуждают высокочастотное поле о г внешнего СВЧ-генератора, электрическая составляющая

Е напряженности которого в направлении осцилляции электронного потока и его частота f удовлетворяют выражениям ОсЕ<Б/d; 0,75f, й(1,25f где U — напряжение на аноде триода;

d — расстояние между катодом и анодом триода; f — частота излучения релятивистского СВЧ-триода в отсут- а ствии внешнего высокочастотного поля.

Упрощается процесс перестройки частоты генерируемого излучения. 2 ип.

Ь ва анод-катодный промежуток, окно 7 для ввода генерируемого излучения.

Устройство работает следующим образом.

Ю

При включении источника 1 сильноточного электронного пучка к проме- Ж жутку анод 2 — катод 3 прикладывает- CO ся напряжение U. Эмиттированные с катода 3 электроны ускоряются в промежутке, проходят анод 2 и образуют виртуальный катод, Электроны отражаются от виртуального катода и колеблются между ним и реальным катодом 3.

Одновременно с включением источника

1 включается и внешний СВЧ-генератор 5. Мощность от внешнего СВЧ-ге,нератора 5 по тракту через окно 6

1 ввода энергии поступает в анод-катод3 140219 ный промежуток или в промежуток анодвиртуальный:катод.

Под действием внешней электромагнитной волны осуществляется группи5 ровка электронного потока, осциллирующего в области катод — виртуальный катод, и изменяется частота механических колебаний частиц.

Электроны, попадающие в ускоряющую 1О полуволну высокочастотного поля, увеличивают свою энергию и теряются на катоде. Электроны, находящиеся в тормозящей фазе волны, остаются в пространстве взаимодействия и длительное 15 время совершают колебания вокруг анода-сетки. Уменьшение энергии этих электронов приводит к уменьшению амплитуды и изменению периода их колебаний, а следовательно, частоты по 20 сравнению с частотой собственнык колебаний электронов пучка без .внешнего электромагнитного поля. Изменение частоты колебаний электронов связано 1 . с зависимостью частоты механических колебаний от энергии частиц. В результате изменяется и частота генерируемого излучения в зависимости от напряженности, создаваемой внешним

СВЧ-генератором в катод-анодном про- 30 межутке, и от расстройки его частоты;

Например, триодный СВЧ-генератор с параметрами U=500 кВ, расстоянием между анодом и катодом d=1,6 см при диаметре катода 10 см генерирует у 35 излучение мощностью 1 2 10 Вт с частотой f = 2800 МГц. При. создании в анод-катодном промежутке внешнего

СВЧ-поля с напряженностью Е от 0 до

50 кВ/см и с частотой fÄ z = f + 8, g0 где 8=0,25f, т.е. f =f - =2100 МГц или f. =f ih = 3500 МГц, происходит плавное изменение частоты генерируемого излучения от f до f +0,251,т.е.от

2800 до 3360 МГц, еслио 0 (при f ), и от 2800 до 2240 МГц, если8с 0 (при f ).

Напряженность поля 50 кВ/см можно получить в прямоугольном волноводе 10-сантиметрового диапазона длин волн в вакууме при мощности 30 МВт.

При увеличении напряжения на аноде триодного СВЧ-генератора и напряженности внешней электромагнитной волны в анод-катодном промежутке изменение частоты генерируемого излучения можно довести до 40Х.

Формула из обретения

Способ генерации мощных СВЧ-колебаний в релятивистском СВЧ-триоде с осциллирующим электронным потоком в пространстве взаимодействия в режиме виртуального катода, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упроще-, ния процесса перестройки частоты генерируемого излучения, в пространстве взаимодействия возбуждают высокочастотное поле .от внешнего СВЧ-генератора, электрическая составляющая Е напряженности которого в направлении осцилляции электронного потока и его частота f удовлетворяют следующим выражениям:

0(ЕсБ/d

0 75fî f (1,25f э где U - напряжение на аноде триода,В;

d — расстояние между катодом и анодом триода, м f — частота излучения релятивистского СВЧ-триода в отсутствии внешнего высокочастотного поля, Гц.

1402190

Составитель В.Черепенин

Техред М.Ходанич Корректор Т.Палий

Редактор Т.Юрчикова

Заказ 4911 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101