Свч-прибор о-типа с азимутально-неоднородной рабочей волной
}I О} .I 2)/С П
1 т
"т
ОПИСАЧИЕ ИЗОБРБ7ЕНИ
Н АВТОР((-(ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ
2 ил °
Ф+Ъ;.
/;; <1 . ",:.,", СОКЛ СО}РТС !1 х
«- -"" Ь., " . (:ОЦИЛ.ПИСтИ (КСИИК вЂ” сЬ (..,-3Г
ГОСУДАРСТРЕ}.}НЬ}Й КО}}В1ТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯ т> И ОТНР}-..}Т }л,м>М
ПРИ ГКНТ Сот (46) О7.06.с},). 1)(cut., 21 (21) 4393->o i/.) 1 (22) 11 . О? . "(;< (2) 1 . (}. I !»> Гкии (5 1) (?1. ),Hs 6(г)(1}} B) ()()) А(}тс pc к<1(" ГЛИЛРте » cxE><) !.,(,,.P ! 340147, к.;. 11 П! J ?")/В6, }с<7(3
A>t} Т»1 >!pj) It, I, Тат т}(>т }(К< Л . С.
Лампи м ) (Ога 1 (г}IОГ ки с Обратно}3 Ролf3oIt. }}.: Гпветг}(ое рад(!<, 1<3() 1, <.. )-7. (5 >) С I(I-}}PI}I>01 ()-Т}111Л С <<, 11!<}УТ<><тП})}}01(КО}(1 (31>(}г>111(}Й Г<
c0 с т(>1><» > !
lf <МЕ >« . (И ЕМ М;3 1 !( (I } (tot(И}ГД УК I I(fif OT
jIqo
}}э<)б})ет< г(и(>(аиб",-..: эЬ})е!(;(I}!(TO
ifo+Ã(,,i» (T 1 )< »!p>о!tа>.о (3 (<а<ге< т!>с усили}еля, ген< ратора иг>и преобраэо} ат елч С В i — ) I«. р Г и>(.
IIC,1;,К (I <>át» г >т}пl>! >1(1 >! <}ет я г(О>ЗК(t!1P iJ!> (1 «. < к; (о. ти f1 j,иб< рoE3 0-т((па
„,SU,„, l 529996 А 1 ки 1 к к; 1> е(."() г> ), В >, Г Ep<)li(тг><. ИГIi»Л Iт >у ЕТ< >, <3 T3 I » ф<> < ll> 1(> р <,i >t i l и 3 (П> 11<)
1(<т313 с т!>ИЛ э 1 < к (р<)!3 >(I 11< ) I o к а (а 31!1
<-бк < иа. 1!> <Леiit!< е к >ц»1 (д) < к olloE<)f1IIO 1tэ1лРf(>1 »>!1i>1(> II><><т. л I ИМ > "Iа(ИИТ
И}ЛМ ПОЛРМ l>j)tilt;> I l
ТРОИИОГ((т, f i,;3 If > I «! !< Ill<1<) (ГТК<1 в стop<>f{ »«< p»yf(> ч(((>c>гс!<и, t(T(> у><ели (ti}t >е . <»< . к".:> 1> т}, >!i< ргообме— на и Tlpp!>.I;11 а <о!«, yr1ð и(!»с . JI>1}3 < окра}!ения п»(.окой .><})В" } Tti(> !< (ти (303—
И}ГОД<тйCтr>ИS} НЕО(> »>I>IO V! >ГIОЛ}(ЕI(ИР
Ю (p(;>to((If(!()T o н >1) р(. у.г tt 3<>f>ðåт< ния соОТI (>I!! P}IJ!!I > О ЛИСЫ }Г >I»»; ((lt > К<< 13 (flite м (пиит 1(О ГО полн ., }>3 >т
T(PttFiOP;I () ПРЕД(13(3(!<> >< y(.ТРn(>Г ТИР !30 3 1())! .ИО и 11(пол } э< г>. » 11< pp f>p p< а f(1 (нит
ИОГО ПОЛ>1. Ii О(lа<>и рег><р< а ((еОб>ко димо для подлержггн(}я Гии;:р(пи.}ма ме)3(- Isaac ду электроин.!м поток м и рабочей вог}- } Д
1>0((J(3!Ie!>И j с 1(,3 (-O! I гг Jlf(0}j !3 а «
3 )(> (й СИСТЕК I,i ГОГ!» (33(. Jift<.>ÄJI
<л!У >," ° I},>10 lieï;(130!)0 ttl(<- >
«ОЛНОй.
Конструк;(ия,(>< лч;>г,>< .": СВ 1Д(рибор(1 гlрег((т;31 l< }l;t !i;: !! . 1, 2 .
СВЧ-пр!}б: р <)- гиг(.3 «(;; ° 1 (. Л< трои((уи пук.ку 1, o <,,:! > .3(с l < кгу
2, КОЛ>(ектОр 1 (3 !»: I I!I —, >I < i>P (< )f) > .
) амедля>»г!((3 13 Г >3 (l .1 I l, «31
1 2ОЗчГ> ко сет(ний (а, If i д) с п(>выл!!(нттьт>! сот!рот!!влет!и(м связи, образу!(!Тптх прогтранство нзлимодействия, крайняя ттз, КОТОРЫХ СО Ст(>РОНЫ КОППЕКТОРЛ (Д) рлгттоттожеттл в секциях млгинтис Й сис5 тем!! 1, индукция млгнитиого поля (В ) которых ттзиеттяетстт в ттлттрлв1теt!1
НИН OT 11VII!КИ К КОППЕК (12 У (ИЗМЕНЕИИЕ сс>протит»:теттття снязlт ll млГfIIITíoÃ(> поля условно показано соответсTI»eftfto клк изменение диаметра спирлли и внутреннего дил тетра 4>окусируютттей система!) .
Пл фиг. 2 при!»сден влрилнт вьтнопнеиия конг грукции прибора с реверсом магнитного поля, что условно поклзлно измеиенигм полярности млнн«тон ° (,1311-«р«бор рлГ>отлет спеЛ,
Пл вход приборл подается сигнал, мощнс Гть кот(>рого (Р„„) ио (рядку
ВЕЛ«ЧИНЬ! (РЛВИИМЛ С HO!I>IIOC Tt fn ЭПЕКтронного тту«кл на т»ходе. Пз-зл того, > что нл у>таст к лх др(.йфл б, Г < з лмедпя>
1>щс «системы (ЗС") сопротттт ление .вя- 2$ зи В явпястгя срлвнительно млпой ве.личиной, лт нпнтудл Е поля бегутттей волны н обплсти пучка имеет небопьщое значенис но срлт»ттеиттт(> с коро1ки2пт секи«чм«(л, н) поэтс>му на учлс тке (л, б, в, Г) осущегтвпяется ОГ>тт !!тля клскаднля группировка, т.е. форм«рук>тгя с! устктт >лектр(>I!of> со срлl»llllTельflo иебоптщттм рлзбрОГ(м гкорогтей. Прн
ВХОДЕ 1» Сет(ЦТТ!О t«j) 3C .За СЧЕТ PC:»КОГО увепичеtt>IJ» п(тт>: т>стра ст»язи Р t(nJte F. сильно улептт>!Инле1, .: (Процорциоцлпь> но (К) . 1 лк клк группа .>!!Of(òðoèo!» формируется вблизи узп(>н поля Е ftë перехопе из тормозящей флзы н ускоря40 н>щую, то при увеличении Е иа входе в гекцит(3 (и ) Отта антс млти«ескн Ок;н ыплстся тт поте!111нoJI«ftf>tt пме со длт»ле :!Ой полем Гсгуттттй вопт!1, При этот! н -.(.кцни (д} 3C т»(>э никнет ре;т(тт>! лт»то,,>л.»ттротт- < к и э и Р к т f О l (» I н О o T II o пl Р 11 етт>1 т(б Г Г >и! е и ис>лие, т;тк т;лк из-зл срлтпн>гf;l тто небопьщ1й скор.>(T«né мс дупяц>11 . «ектроны не могут ттт;птти из потетпцтллтл»>
fItIbt. Т; l I n Y т>лбо«л(т t»n>тнл л «(у1лпт—
50 но пест! тм тр««нл, ТО введение т» секцию (д2 r>(>пот >нпо ттзметттнс>ттгт огя продольно !.о»тт:> г«1(тного поля и ртито!I!IT и измгнс тт((1»-ног>ITCJlf ftn>f скорогтll азимут(тлт;тт(" 1(»>I!tnt>n tín0 t»OJlflb и (! >cTY
И К Г .!f" (Е1>«1> Г т >< (T К 1 КЛК ЦЕПО ГО 1»
С ТОРО!ТУ 11((> t>(.11 M!1 (lf <» К(11>ТУ(1,1 lпти мт(Нlт(1> 1 1 ) Тl(If! 1» f >" ИЬТ I Tn 11(>! If» n;It!1 К лафе>< -«r 11! (v nftf I>ãñ бмпну. Прн пплнЙ(7) = (16 2в (z)
dt 2 теКущее время; азимутапьнля координата электрона; номер азимутальиой неодиородИОЙ ВОЛНЫ; лзимутапьная скорость вращеIf!If! потока в магнитном поле (предполагается, что поток ил катоде полностью экраии" рован от магнитиОГО поля) ° (d
h = —,— — постоянная рлспрострао где
C 1 =
ttC1!lf1l ВОЛИЫ; круговая частота сигнапа; флзоная скорость. волны.
11одс та нРвкОЙ х= т>11: 11 д4 m О система ур>!!чтений приводится к следующему виду: 1
d х . . . аiптi dx
-q1I Е(нти х+н1п(т — - — -т> — ), dt > о с,> -та Я
Е d где l > =Jfrcн>п —, Е т(> - E > В dz (. 2 — щ8) 1
2 >111, 1 S1И(f>e
При О3-П1 С> (1х
-- Al что име=.т месdt тот;.т копебаний осциллято, когда «ас т!ом «.»менениц амплитуды (F IГt ) бег щей в.>пны энергия копеб>аиий эпекТр(>ffo!3 н сгустке изменяетгя пропорциоил1bflo - -ТЕ, I» то время как энергия поступательного дни>кеттия сгустка в цеп»м измеияется пропорциоилль. 7 ио . F, т. е, значительно быстрее.
При этом практически вся энергия по- ступлтепьногo дтти>кеиия сгустка участвует н энергообмеие с ВЧ-полем волин!, «то обеспечивает значительно более ныгокое значение КПД и выходной мощности по сраннеиик> с прототипом.
Перепятиннгтское урлннение д«иже- ция периодической последовательности протя>т(еинттх сгустк(3в, злхначент!ых продольной составляющей эпектрическогo !топя 1,, Gf Гyltfefi вДОль Оси Z азимутапьно-Несимметричной электромлгнтттнОЙ 13oJIIIM б>ОльlаОй амплитуды В
СТ ITI3>IPCYОМ Ilt>OJlOJ!2>2IOI I МЛГНИТНОМ Попе (Б) при преиебре>т(еиии силами прострл!(стнени1ro»лряда имеет следующтттт f! Нд: тора в поле волны 5l (< с.)-пО, можно npedx небречь в (l) членом с -- . При этом
c1C уравнение {l) переходит в урлвнение для автофазной lBiR с эквивалентным где "= к " Ь "11
t5
Р— rot)pnти! пение связи н 3С;
P — ВХОД)!ЯS МОГ)ИОС T t> °
Оптимлльн и» закон изме!»енс»л 1«a» )»)»».— ного поля можно получить ич соотиетст-70 вукс»с»его оптима 1)»toro закс нл изменения электростax)«tectto To полл Г „(7,) в atlтофазной ПБВ. Аналогично можнс получить закон рлспределеиия cnttpoт);я Ieния связи и урлвнение блплнса мошностей
Е Е +221 Г,й7., (3) . ) где R=—
2Р плрл)»етр связи з чмедчяю- 30 щс It r)tea емь); пс л)I) té Tок электронltoãî потока, Из (3) мо!) Itn полу )нт), электронный
КПД B 1 ли>»с!дс0 Г т)11 .я 35 (4) где В,В, — иидукция магнитного поля с) н на>слле и ко)п)е участка 40 изменения. (4) спрлведливо до появления остановок злектpo)»nt!.
На практике Об)!ч)»o с»)с)кус)»рующее по1R ле выбирают из инт )нелл -- =0,1-0,3, 45
21) I )1
Например, при m= — I —,,-- =0>3 получаем, что
В /В„ 2,0 3 0
4,0 5,0
531 59Х
39Х 48K при»))=- -2
В /В„1,3 1,5
1,72022
7 5Х 815K 927
)1. р 45/ 807.
При пс)ложительных m значения бл)»зк)»Р к 1007 I o)):Ito, ;От)учить тОльKo электростатичес)»tttt исл..
Для сохранения высокой эффективнасти взаимодействия нес бхоц!»мо, чтобы выпол»»члось слеДУ)шее соотношение: »с) прн бс)пь) !!»х иереплдлх t>:)гни)!)с 1 с попс» (1loJIe. Roçðàñ Tëåò ). кос)ле».1 с)р ) . 11ч
ЭТИХ ПРИМЕРс В )!)»I»HO> Что ПРИ OTPI»I»8 тельных ш (В и В, положительны) мож-!
»О получить в»:Гс)кис знячен!»я КПЦ уже при»п=- -2 и при 11))укратнс)м перепаде мягнитногo поля пс длине прибора (по" ле уменьшается по нлнрлвлеииМ к коллектсру).
Предлагаемое изобретение »к!жет быть использс»)лис-> в качестве усилителя, генерлторл или преобразователя
СВЧ-энергии в э .»ергию постоянного тока с высоким начением К11Д, зиачите)!ы»О превьсшлющем КПД прототипа.
Режим усиления. Флзовая Ч, и rpyt»с) )вля V p скорости волны имеют одинаковс)1» энлк. Амплитуда магнитного поля медле)lifo нлрлстл" г к коллектору. Вывод эн ср гни — и ч колле кч Орном конце прибора, Режим генерлции (V+ и Ч имеют с Р разные знаки). Амплитуда млгнитного
ПОЛЯ IIOЧРЛСтЛЕт От ПУШКИ К КОЛЛЕКТОРУ.
1 1ехлничм обратной связи такой же, клк и в ллмплх обратной волны типа
О, режим вс)збуждеиия ге!»ерл)»и)» — жесткий (я "1ли tl»v с1т с бычных ДОВ-О) .
Вывод )нер> )t)t — ня tlyltteчном ко)»це прибс>р>!! .
1 ежи!1 pe l e)> ерл т)11> ИО ГО усиленич тот же, что и режим гe)tep lt)t)I, эа искл)!пенис.м T-sty»»III! Обратной связи и рабочей члсто-гы.
Рс жим прсобр»ot) 1»мен)т одинаковые з!!лк)») . Амплитуда магнитного поля уменьшается от пушки к коллектору. Рвод нергии — иа пушечном конце прибора. Режим преобразовлни)! ВЧ-olteргии в э)»с рг)»)о постолннс гll тс кл (V< и V, имеют рлзьч,!с. зис!ки) . Амплитудл млг)t)tTIIo ГО Ilo)IH v .!с!)! Iчас t eя O> T и"!1)ки к коллектору, п))од 1нс.ргии — нл коллекTop!to 1 конце пр)!бс!рл, Пллв!!Ое умríl I toíèe соиро t 1»T)»åí)»)t свлэи Р нл )ч Г: с)дн )!! у )лс.ткс 3(.1 е)приводит к передаче части кс!лсблтельной энерг)п» электроног» бегу!!!с ! О)н)е, что тс!)сжс. спОГГ :r таус т l:ol:Ill >l н)сю КПД. Длл уиеличе)ц»л К11Д I)pltt р:I I)с)зм Jж1tO ИСПОЛ1>ЗОI!ЛН1»С PF- 1 ГОС,);,; с! Ill!1 IIOГО ПОля (cM. фиГ. 2), t,с1ГО;>),ill жлс н IpT ворлет услсьч»ю (2) . R 1011;1с т!! р перса пеРиод 30 доt",.> ott II1;. Il)ll ь Sl Г) л I!tot! От ЗНЛЧЕ!)ИЛ 1 ПЕРГД Р.:>et" t Чс! . !!Л152(1(((1q fr иил 1+((1 после цег(i. !!ри этом величина а 1 (предали етгя из v(.t(n((ttfl mg В1 Vy(-Vp(ле ФЕ Ф(4Г (Л е 3 + Е, 3 .„- Жл з о па я с ко ро с т ь Itoz f(f,t и ЗС до и после реверса соответствеиио, а В, — л(лг((итиля иидукция до реверса поля. Измеиение перцодз ЗС в области pettcрсл Itoaвопяет сохранить сиихроиизм виллы и сгугткл, KoTopl царушлется цри сил(цом злм ллеции (ускоре((ии) цито(с(1, Тел(елл(1 (л(и лвтофлэиом режиме удается гфлзцровлть сгусток в требуемой фазе полл и при более глубоком его торлк жс циц (усl 101(1, ot рлицчс.ци((х пе.ожиогт(ю далf ícfff(cг I уhlецьиеииfl шага чС. В Tл1(цх приборах п(лг "С в области реверса сиопа восc Toíëllëèftëåтclf . Фор мул лизпбретепин 1. СВЧ-прибор 0-Tt(f(B с лзимутлльIfo иеопцородцой р;1бочей вол»ой, copep+;If(I(It(эле(стр(,цц ю пуп(ку, элмсдля(л((ую систему, обрл:. »nп!ую прострл((ство вз аиы((дейгт вил (с((л»((стор и млг цитцую систему, о т л 11 ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повьппеиия КПД и л(о(((((ости, злмс дл((юн(лл сис тема име(ет иесколько учлстков дрейфа с понижецпым сопротивлением связи, ðàc((îложеииых между секциями, обрлзующими црогтрацство взацмодей(-твия, магнитная с:истемл по крайней мере в обллгти расположения одной из секций(5 выпи(и((ия формирую(пеи цр((дольцое маг" I(It t.Itnc попе, удовлетворян((нее угловик(и) Vg продольиля координата, л(; рлбо (ля члстотл, р(д/г.; (1(азовля cKopocTI. водны в злмедляющей системе, м/с, tfof1pp лзимутлльио-цеодцород(IoA вол(иi(1 отношение заряда к массе электроне, К(/êã; и яд y кl(ил мл 1 I(ztT(lo I" Î tto J(z((7 сепротивлеиие связи в злмедляюп((й системе, Ом; входH;IR мошиость„ Вт. где 1 7. ((1 20 2. (:ВЧ-:1рибор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что магнитная система выпопиеиа формирующей продол цое м Il.ftzITItoe поле с реверсом, причем иа участке до области реверса и после иего период замедляющей сиг.— темы етли (лется иа вели ишу (11, удо1(ц(.творлюл(ую соотиол(еи((ю m)P1 V<(Члс(С фе, ФЕ,.4Е где 1, — период замедллюн(ей гистемы де реверса; В, — млгиитиая иидукция до рев(р35 40 гл; Ч с,7 у,дс- (11азовые скорости в замедляющей системе с периодом 1, и I,tel соответствсицо. t ((с(m28 ) (1/dZ / 2Р, Р11, (1, (I ) 2 I 2 11 е 1О 1529996 Составитель А.Варнавский Редактор B.Ôåëüäìàí Текред М.Ходанич Корректор М.Шароши Заказ 2809 Тирах 332 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета lIo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул. Гагарипл, 101
