Сверхвысокочастотное электровакуумное устройство для генерирования электрических импульсов напряжения



Сверхвысокочастотное электровакуумное устройство для генерирования электрических импульсов напряжения
Сверхвысокочастотное электровакуумное устройство для генерирования электрических импульсов напряжения
Сверхвысокочастотное электровакуумное устройство для генерирования электрических импульсов напряжения

 


Владельцы патента RU 2604833:

Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") (RU)

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к электровакуумным приборам СВЧ, и может быть использовано, например, в радиолокации, радиопротиводействии и в других областях техники. Технический результат - получение простого в эксплуатации сверхвысокочастотного электровакуумного устройства для генерирования сверхкоротких электрических импульсов напряжения со сверхвысокой частотой повторения с эффективной системой теплоотвода, обладающего более высокой средней выходной мощностью. Выходной коаксиальный резонатор сверхвысокочастотного электровакуумного устройства выполнен четвертьволновым, его внешний и внутренний проводники соединены между собой посредством внутреннего торцевого выступа во внешнем проводнике выходного коаксиального резонатора и внешнего замкнутого кольцевого выступа, выполненного на боковой стенке внутреннего проводника выходного коаксиального резонатора, коллектор электронов размещен таким образом, что первая его часть, расположенная со стороны высокочастотного зазора, находится в полости выходного коаксиального резонатора, а вторая часть расположена за коаксиальным резонатором, причем во второй части коллектора расположены штуцеры для подвода и отвода охлаждающей жидкости, коаксиальная линия вывода СВЧ-энергии расположена перпендикулярно оси выходного коаксиального резонатора вблизи внутреннего торцевого выступа его внешнего проводника, причем внешний проводник коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии соединен с внешним проводником выходного коаксиального резонатора, а внутренний проводник коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии соединен через отверстие во внешнем проводнике выходного коаксиального резонатора с внутренним проводником выходного коаксиального резонатора. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к электровакуумным приборам СВЧ, предназначенным для генерирования сверхкоротких электрических импульсов напряжения со сверхвысокой частотой повторения, и может быть использовано, например, в радиолокации, радиопротиводействии и в других областях техники.

Известно устройство для генерирования импульсов напряжения типа пролетный клистрон (Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Том 2. М.: Высшая школа, 1972, с. 154), содержащее размещенные в вакуумном объеме электронную пушку, многорезонаторный группирователь электронных сгустков, устройство преобразования энергии электронных сгустков в СВЧ-энергию, выполненное в виде выходного тороидального резонатора, ввод и вывод СВЧ-энергии и коллектор, а также размещенную снаружи устройства магнитную систему для создания продольного магнитного поля.

Недостатком этого устройства является то, что оно генерирует импульсы напряжения только синусоидальной формы, что ограничивает область его применения из-за невозможности создания сверхкоротких электрических импульсов напряжения со сверхвысокой частотой повторения.

При создании генератора сверхкоротких импульсов предлагается использовать тот факт, что в электровакуумных приборах О-типа, в том числе в клистронах, при группировке электронного потока создаются сгустки электронного тока с частотой повторения, равной частоте входного СВЧ-сигнала, подаваемого на прибор, и длительностью около 0,1 периода повторения, причем сгустки электронного тока содержат широкий спектр гармоник тока. Однако в обычных клистронах такие сгустки, выйдя из группирователя, попадают в высокодобротный выходной резонатор, использующий в качестве рабочей частоты только первую гармонику, которая наводит в выходном резонаторе значительную амплитуду СВЧ-напряжения первой гармоники. Далее выходной сигнал на частоте той же первой гармоники передается через вывод СВЧ-энергии в нагрузку.

Если при построении генератора сверхкоротких импульсов на основе электровакуумного СВЧ-прибора пролетного типа создать выходную электродинамическую систему (то есть устройство для преобразования энергии электронов в СВЧ-энергию) с очень широкой полосой частот, то это позволит осуществить эффективный отбор энергии у электронного пучка не на одной, а на нескольких гармониках, что, в свою очередь, позволит сформировать выходной сигнал в виде сверхкоротких импульсов со сверхвысокой частотой повторения, а не монохроматический сигнал на первой гармонике.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототипом изобретения) является устройство для генерирования электрических импульсов напряжения на основе СВЧ-прибора пролетного типа (патент РФ №2342733, приоритет от 23.07.2007, МПК H01J 25/02), содержащее последовательно расположенные вдоль общей оси электронную пушку, многорезонаторный группирователь электронных сгустков с вводом СВЧ-энергии, устройство преобразования энергии электронов в СВЧ-энергию, коллектор электронов, а также вывод СВЧ-энергии в виде коаксиальной линии передачи, отличающееся тем, что устройство преобразования энергии электронов в СВЧ-энергию выполнено в виде полуволнового коаксиального резонатора, содержащего внешний и внутренний полые проводники, расположенные соосно и отделенные друг от друга высокочастотным зазором, образованным между расположенными со стороны группирователя электронных сгустков первыми торцевыми стенками внешнего и внутреннего проводников резонатора, в которых выполнены сквозные отверстия для пролета электронов, расположенные соосно пролетным каналам многорезонаторного группирователя электронных сгустков, при этом коллектор электронов расположен в полости внутреннего проводника резонатора со стороны высокочастотного зазора, в полуволновом коаксиальном резонаторе на участке, расположенном со стороны группирователя электронных сгустков, соосно резонатору установлена диэлектрическая втулка, расположенная между внутренним и внешним проводниками резонатора и вакуумплотно соединенная с ними, коаксиальная линия вывода СВЧ-энергии расположена соосно резонатору с внешней его стороны, причем внешний проводник коаксиальной линии соединен со второй торцевой стенкой внешнего проводника резонатора, а внутренний проводник коаксиальной линии соединен со второй торцевой стенкой внутреннего проводника резонатора через центральное сквозное отверстие, выполненное во второй торцевой стенке внешнего проводника резонатора.

В устройстве-прототипе решена задача создания сверхкоротких электрических импульсов напряжения со сверхвысокой частотой повторения. Однако выполнение устройства преобразования энергии электронов в СВЧ-энергию в виде двух полых проводников, один из которых полностью находится в полости другого, имеет ряд существенных недостатков.

Во-первых, конструктивно в устройстве-прототипе патрубки для подвода и отвода охлаждающей жидкости к коллектору проходят через полость выходного полуволнового резонатора. Вследствие этого, для исключения создания сильных неравномерностей в выходном резонаторе, необходима установка патрубков, которые либо целиком изготовлены из прозрачного для СВЧ-волн материала, либо выполнены составными, при этом из прозрачного для СВЧ-волн материала должны быть выполнены участки патрубков, находящиеся в полости, образованной внешним и внутренним проводниками выходного полуволнового резонатора. Как известно, такие материалы не обладают достаточной прочностью, ненадежны и недолговечны. Кроме того, при применении составных патрубков для их соединения с коллектором и наружными штуцерами необходимо создание герметичных соединений, уплотнений в местах стыков, что делает конструкцию сложной в изготовлении и уменьшает сроки эксплуатации СВЧ-устройства в целом.

Во-вторых, в устройстве-прототипе в качестве охлаждающей среды необходимо использовать только специальные жидкости, которые обладают свойством минимально поглощать СВЧ-энергию и тем самым вносят минимальные искажения в распределение электрических полей выходного резонатора. По этой же причине сложно обеспечить высокую выходную среднюю мощность устройства, так как диаметр подводящего и отводящего патрубков ограничен по причине того, что даже специализированные жидкости создают определенные неоднородности в выходном резонаторе. Соответственно, при увеличении объема охлаждающей жидкости, находящейся в штуцерах в полости выходного резонатора, растут и искажения его электрических полей.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение простого в эксплуатации сверхвысокочастотного электровакуумного устройства для генерирования электрических импульсов напряжения с эффективной системой теплоотвода, обладающего более высокой средней выходной мощностью.

Технический результат достигается тем, что предлагается сверхвысокочастотное электровакуумное устройство для генерирования электрических импульсов напряжения на основе СВЧ-прибора пролетного типа, содержащее последовательно расположенные вдоль общей оси электронную пушку, многорезонаторный группирователь электронных сгустков, содержащий по крайней мере один пролетный канал, ввод СВЧ-энергии, устройство преобразования энергии электронов в СВЧ-энергию, выполненное в виде выходного коаксиального резонатора и содержащее внешний и внутренний полые проводники, расположенные соосно и отделенные друг от друга высокочастотным зазором, образованным между расположенными со стороны группирователя электронных сгустков торцевыми стенками внешнего и внутреннего проводников, в которых выполнено по крайней мере одно сквозное отверстие для пролета электронов, коллектор электронов, расположенный в полости внутреннего проводника выходного коаксиального резонатора со стороны высокочастотного зазора, при этом в выходном коаксиальном резонаторе на участке, расположенном со стороны группирователя электронных сгустков, соосно резонатору установлена диэлектрическая втулка, расположенная между внутренним и внешним проводниками выходного коаксиального резонатора и вакуумплотно соединенная с ними, а также вывод СВЧ-энергии в виде коаксиальной линии передачи, отличающееся тем, что выходной коаксиальный резонатор выполнен четвертьволновым, его внешний и внутренний проводники соединены между собой посредством внутреннего торцевого выступа во внешнем проводнике выходного коаксиального резонатора и внешнего замкнутого кольцевого выступа, выполненного на боковой стенке внутреннего проводника выходного коаксиального резонатора, коллектор электронов размещен таким образом, что первая его часть, расположенная со стороны высокочастотного зазора, находится в полости выходного коаксиального резонатора, а вторая часть расположена за коаксиальным резонатором, причем во второй части коллектора расположены штуцеры для подвода и отвода охлаждающей жидкости, коаксиальная линия вывода СВЧ-энергии расположена перпендикулярно оси выходного коаксиального резонатора вблизи внутреннего торцевого выступа его внешнего проводника, причем внешний проводник коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии соединен с внешним проводником выходного коаксиального резонатора, а внутренний проводник коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии соединен через отверстие во внешнем проводнике выходного коаксиального резонатора с внутренним проводником выходного коаксиального резонатора.

В предлагаемом изобретении во внешнем проводнике выходного коаксиального резонатора на участке, расположенном между местом соединения внешнего проводника с диэлектрической втулкой и местом соединения внешнего проводника с внутренним проводником, выполнено первое разъемное соединение, а во внутреннем проводнике коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии на участке, расположенном вблизи внутреннего торцевого выступа внешнего проводника выходного коаксиального резонатора, выполнено второе разъемное соединение, при этом соединение внутреннего и внешнего проводников выходного коаксиального резонатора также выполнено разъемным.

В предлагаемом изобретении внешний и/или внутренний проводники выходного коаксиального резонатора могут содержать два последовательно соединенных участка, выполненных в виде полых цилиндров разных диаметров.

В предлагаемом изобретении внутренний проводник выходного коаксиального резонатора может содержать три последовательно и соосно соединенных участка, первый и третий из которых выполнены в виде полых цилиндров и расположены соответственно со стороны группирователя электронных сгустков и со стороны вывода СВЧ-энергии, а расположенный между ними второй участок выполнен в виде полого усеченного конуса, меньшее основание которого обращено в сторону группирователя электронных сгустков.

В предлагаемом изобретении во внешнем проводнике выходного коаксиального резонатора могут быть выполнены сквозные щели, расположенные параллельно продольной оси устройства и перекрытые слоем поглощающего СВЧ-энергию материала, размещенного на наружной поверхности внешнего проводника полуволнового коаксиального резонатора.

В предлагаемом изобретении торцевые стенки внутреннего и внешнего проводников выходного коаксиального резонатора могут быть снабжены расположенными со стороны высокочастотного зазора соосно резонатору выступами с отверстиями для пролета электронов, при этом каждый из выступов может быть выполнен в виде кольца.

Актуальной задачей в настоящее время является создание электровакуумных приборов, формирующих сверхкороткие импульсы напряжения со сверхвысокой частотой повторения импульсов, при этом обладающих высокими величинами импульсных и средних мощностей.

Конструкция предлагаемого устройства для генерирования электрических импульсов напряжения обеспечивает высокие величины выходных импульсных СВЧ-мощностей, а за счет эффективного жидкостного охлаждения коллектора также может обеспечивать и высокие величины выходных средних СВЧ-мощностей. Расположение вводного и выводного штуцеров системы охлаждения вне вакуумной оболочки устройства позволяет исключить влияние охлаждающей жидкости на распределение электрических полей в выходном коаксиальном резонаторе и, таким образом, дает возможность применять штуцеры большого диаметра, тем самым увеличивая количество охлаждающей жидкости, проходящей через охлаждающую систему устройства в единицу времени. Конструкция предлагаемого устройства также позволяет использовать в системе охлаждения любую охлаждающую жидкость, в том числе воду.

Эффективное охлаждение устройства позволяет ему работать с более высокой частотой повторения импульсов по сравнению с прототипом.

Кроме того, конструкция предлагаемого сверхвысокочастотного устройства для генерирования электрических импульсов напряжения позволяет значительную часть устройства преобразования энергии электронов в СВЧ-энергию расположить вне вакуумной части устройства для генерирования электрических импульсов и, вследствие этого, позволяет выполнить отдельные элементы этой части устройства съемными и разместить элементы подстройки вне вакуумной части этого устройства, что приводит к упрощению и удобству его настройки после откачки и в процессе испытания устройства.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан один из возможных вариантов выполнения предлагаемого сверхвысокочастотного устройства для генерирования электрических импульсов напряжения.

На фиг. 2 показан фрагмент предлагаемого сверхвысокочастотного устройства для генерирования электрических импульсов напряжения с поглотителем СВЧ-энергии.

Устройство, показанное на фиг. 1, содержит последовательно расположенные вдоль общей оси многолучевую электронную пушку 1, многорезонаторный группирователь электронных сгустков 2, четвертьволновый коаксиальный резонатор 3, а также вывод СВЧ-энергии в виде коаксиальной линии передачи 4.

Многорезонаторный группирователь электронных сгустков 2 включает несколько тороидальных резонаторов 5 с пролетными каналами 6. Расположенный со стороны электронной пушки 1 входной тороидальный резонатор снабжен коаксиальным вводом СВЧ-энергии 7.

Четвертьволновый коаксиальный выходной резонатор 3 содержит внешний 8 и внутренний 9 проводники, отделенные друг от друга высокочастотным зазором 10 и соединенные между собой посредством внутреннего торцевого кольцевого выступа 11 во внешнем проводнике и внешнего замкнутого кольцевого выступа 12 на боковой стенке внутреннего проводника 9. Внутренний проводник 9 выходного коаксиального резонатора 3 выполнен полым и состоит из трех последовательно соединенных участков, первый и третий из которых выполнены в виде полых цилиндров 13, 14, а второй участок выполнен в виде полого усеченного конуса 15. В полости внутреннего проводника 9 расположена часть коллектора 16. Другая часть коллектора 16 расположена за выходным коаксиальным резонатором. Обращенные друг к другу торцевые стенки 17, 18 соответственно внешнего 8 и внутреннего 9 проводников выходного коаксиального резонатора 3 снабжены кольцевыми выступами 19 со сквозными отверстиями 20, образующими пролетные каналы. Внешний проводник 8 коаксиального резонатора 3 состоит из двух последовательно соединенных участков, выполненных в виде полых цилиндров 21 и 22 с разными внутренними диаметрами. Между торцами первого участка (цилиндра 21) внешнего проводника 8 и третьего участка (цилиндра 14) внутреннего проводника 9 резонатора 3 расположена диэлектрическая втулка 23, выполненная в виде полого цилиндра из вакуумно-плотной керамики и вакуумплотно соединенная с проводниками 8 и 9 резонатора 3. Диэлектрическая втулка 23 также может быть выполнена в виде полого усеченного конуса (не показан на чертеже). Диэлектрическая втулка 23 разделяет коаксиальный резонатор 3 на вакуумную и невакуумную части. При этом первый участок внешнего проводника 8 (цилиндр 21), диэлектрическая втулка 23, а также первый и второй участки внутреннего проводника 9 (цилиндр 13 и усеченный конус 15), торцевая стенка 18 внутреннего проводника 9 и внутренняя поверхность коллектора 16 составляют часть вакуумной оболочки устройства. Второй участок внешнего проводника 8 (цилиндр 22) и третий участок внутреннего проводника 9 (цилиндр 14), а также разделенные изолирующим кольцом 24 внешний проводник 25 коаксиальной линии передачи вывода СВЧ-энергии 4 (соединенный с полым цилиндром 22 внешнего проводника 8) и внутренний проводник 26 коаксиальной линии передачи вывода СВЧ-энергии 4 (соединенный с полым цилиндром 14 внутреннего проводника 9 через сквозное отверстие 27 в полом цилиндре 22 внешнего проводника 8) расположены за пределами вакуумной части устройства. Это позволяет разместить вне вакуумной части устройства каналы охлаждения 28 коллектора 16 и соединенные с ними патрубки 29 для подвода и отвода охлаждающей среды в каналы охлаждения 28. Вне вакуумной части устройства в области размещения второго участка 22 внешнего проводника 8 и третьего участка 14 внутреннего проводника 9 коаксиального выходного резонатора 3 можно устанавливать элементы подстройки коаксиального резонатора (не показаны на чертеже). Для удобства подстройки расположенные вне вакуумного объема устройства участки внешнего проводника 8 коаксиального выходного резонатора 3, а также части коаксиальной линии 4 могут быть выполнены съемными. В конструкции, показанной на фиг. 1, такими съемными элементами являются соединенные между собой второй участок (цилиндр 22) внешнего проводника 8 выходного коаксиального резонатора 3 с внутренним кольцевым торцевым выступом 11 и коаксиальная линия 4 вывода СВЧ-энергии. При этом второй участок (цилиндр 22) внешнего проводника 8 скреплен с первым участком (цилиндр 21) внешнего проводника 8 выходного коаксиального резонатора 3 с помощью винтов 30, а внутренний проводник 26 коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии 4 скреплен с полым цилиндром 14 внутреннего проводника 9 выходного коаксиального резонатора 3 с помощью резьбового соединения 31. Кроме того, внешний проводник 25 коаксиальной линии 4 может состоять из двух частей (как показано на чертеже), скрепленных между собой с помощью резьбового соединения 32. Для обеспечения фокусировки электронных пучков устройство снабжено фокусирующей магнитной системой 33. Магнитная система размещена вне вакуумной части устройства снаружи многорезонаторного группирователя электронных сгустков 2 и может быть выполнена на постоянных магнитах или в виде соленоида.

На фиг. 2 изображен фрагмент предлагаемого устройства, показанного на фиг. 1, в которое введен поглотитель СВЧ-энергии. В таком устройстве во внешнем проводнике 8 выходного коаксиального резонатора 3 выполнены сквозные щели 34, расположенные параллельно продольной оси устройства. На наружной поверхности внешнего проводника 8 размещен слой 35 материала, поглощающего СВЧ-энергию, который перекрывает щели 34. С внешней стороны слой 35 закрыт металлическим экраном 36.

Устройство, показанное на фиг. 1, работает следующим образом. Многолучевой электронный пучок, сформированный электронной пушкой 1, поступает в первый из резонаторов 5 (входной резонатор) многорезонаторного группирователя 2 и модулируется по скорости входным СВЧ-сигналом с частотой ω, поступающим в этот резонатор через коаксиальный ввод СВЧ-энергии 7. После прохождения модулированного электронного пучка через последующие резонаторы 5 на выходе группирователя 2 получаются плотно сгруппированные сгустки электронов. При этом электронные сгустки имеют гармоники тока, кратные частоте входного СВЧ-сигнала. Далее электронные сгустки поступают в высокочастотный зазор 10 четвертьволнового коаксиального резонатора 3.

Четвертьволновый коаксиальный резонатор 3 замкнут на одном конце, поэтому его собственные колебания существуют на нечетных частотах ω, 3ω, 5ω, (2n+1)ω, при этом электрические СВЧ поля этих колебаний имеют максимумы в области высокочастотного зазора 10. Это означает, что при вхождении электронного потока в высокочастотный зазор резонатора в нем одновременно возбуждаются все эти виды колебаний, то есть при взаимодействии электронного потока с полем каждого из видов колебаний происходит автоматическая их фазировка. В этом случае результирующую амплитуду колебаний можно представить как сумму амплитуд этих колебаний. В результате такого суммирования на выходе резонатора 3 образуется последовательность разнополярных импульсов напряжения с частотой повторения ω, которая через коаксиальную линию передачи 4 вывода СВЧ-энергии передается во внешнюю нагрузку, например в антенну.

Для получения максимальной величины результирующей амплитуды колебаний (для формирования импульсов напряжения с максимальной амплитудой) необходимо увеличивать добротность четвертьволнового резонатора по мере увеличения частоты вида колебания, что позволяет компенсировать падение импеданса резонатора, которое происходит с ростом частоты вида колебания. В реальной конструкции увеличение добротности резонатора на более высоких по частоте видах колебаний достигается путем подбора формы и размеров элементов четвертьволнового резонатора и величины связи с выводом СВЧ-энергии.

Более точную настройку четвертьволнового коаксиального резонатора можно осуществить за счет того, что в предлагаемой конструкции в значительной по протяженности части четвертьволнового резонатора, расположенной вне вакуумного объема устройства, можно разместить элементы настройки в местах, необходимых для эффективной настройки резонатора. При этом для удобства настройки отдельные части коаксиального резонатора могут быть выполнены съемными.

Возможность одновременного возбуждения в четвертьволновом коаксиальном резонаторе предлагаемого устройства большого числа фазированных видов колебаний с высокой амплитудой создает условия получения на выходе устройства сверхкоротких импульсов напряжения.

Таким образом, в предлагаемом устройстве формируется последовательность сверхкоротких импульсов напряжения с высокой амплитудой и со сверхвысокой частотой повторения.

Отличительной особенностью предлагаемого изобретения является то, что система охлаждения коллектора в нем выполнена таким образом, что охлаждающая жидкость не проходит через полость выходного коаксиального резонатора. Такая система охлаждения коллектора является простой в изготовлении и эксплуатации. В этом случае нет необходимости применения дополнительных патрубков в системе охлаждения коллектора и нет необходимости использования в системе охлаждения специальной жидкости, обладающей свойством минимально поглощать СВЧ-энергию. В качестве охлаждающей жидкости можно использовать, как и в обычных электровакуумных СВЧ-приборах, воду или антифриз.

Эффективное охлаждение коллектора позволяет существенно повысить среднюю мощность предлагаемого электровакуумного СВЧ-устройства. Среднюю мощность можно повысить за счет увеличения длительности импульса напряжения, прикладываемого к устройству, или за счет увеличения частоты посылок импульсов.

Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает эффективное охлаждение коллектора, простоту настройки выходного четвертьволнового коаксиального резонатора, простоту и удобство в эксплуатации и получение сверхкоротких импульсов напряжения со сверхвысокой частотой повторения при высоких величинах импульсных и средних мощностей.

1. Сверхвысокочастотное электровакуумное устройство для генерирования электрических импульсов напряжения на основе СВЧ-прибора пролетного типа, содержащее последовательно расположенные вдоль общей оси электронную пушку, многорезонаторный группирователь электронных сгустков, содержащий по крайней мере один пролетный канал, ввод СВЧ-энергии, устройство преобразования энергии электронов в СВЧ-энергию, выполненное в виде выходного коаксиального резонатора и содержащее внешний и внутренний полые проводники, расположенные соосно и отделенные друг от друга высокочастотным зазором, образованным между расположенными со стороны группирователя электронных сгустков торцевыми стенками внешнего и внутреннего проводников, в которых выполнено по крайней мере одно сквозное отверстие для пролета электронов, коллектор электронов, расположенный в полости внутреннего проводника выходного коаксиального резонатора со стороны высокочастотного зазора, при этом в выходном коаксиальном резонаторе на участке, расположенном со стороны группирователя электронных сгустков, соосно резонатору установлена диэлектрическая втулка, расположенная между внутренним и внешним проводниками выходного коаксиального резонатора и вакуумплотно соединенная с ними, а также вывод СВЧ-энергии в виде коаксиальной линии передачи, отличающееся тем, что выходной коаксиальный резонатор выполнен четвертьволновым, его внешний и внутренний проводники соединены между собой посредством внутреннего торцевого выступа во внешнем проводнике выходного коаксиального резонатора и внешнего замкнутого кольцевого выступа, выполненного на боковой стенке внутреннего проводника выходного коаксиального резонатора, коллектор электронов размещен таким образом, что первая его часть, расположенная со стороны высокочастотного зазора, находится в полости выходного коаксиального резонатора, а вторая часть расположена за коаксиальным резонатором, причем во второй части коллектора расположены штуцеры для подвода и отвода охлаждающей жидкости, коаксиальная линия вывода СВЧ-энергии расположена перпендикулярно оси выходного коаксиального резонатора вблизи внутреннего торцевого выступа его внешнего проводника, причем внешний проводник коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии соединен с внешним проводником выходного коаксиального резонатора, а внутренний проводник коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии соединен через отверстие во внешнем проводнике выходного коаксиального резонатора с внутренним проводником выходного коаксиального резонатора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что во внешнем проводнике выходного коаксиального резонатора на участке, расположенном между местом соединения внешнего проводника с диэлектрической втулкой и местом соединения внешнего проводника с внутренним проводником, выполнено первое разъемное соединение, а во внутреннем проводнике коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии на участке, расположенном вблизи внутреннего торцевого выступа внешнего проводника выходного коаксиального резонатора, выполнено второе разъемное соединение, при этом соединение внутреннего и внешнего проводников выходного коаксиального резонатора также выполнено разъемным.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внешний и/или внутренний проводники выходного коаксиального резонатора содержат два последовательно соединенных участка, выполненных в виде полых цилиндров разных диаметров.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренний проводник выходного коаксиального резонатора содержит три последовательно и соосно соединенных участка, первый и третий из которых выполнены в виде полых цилиндров и расположены соответственно со стороны группирователя электронных сгустков и со стороны вывода СВЧ-энергии, а расположенный между ними второй участок выполнен в виде полого усеченного конуса, меньшее основание которого обращено в сторону группирователя электронных сгустков.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что во внешнем проводнике выходного коаксиального резонатора выполнены сквозные щели, расположенные параллельно продольной оси устройства и перекрытые слоем поглощающего СВЧ-энергию материала, размещенного на наружной поверхности внешнего проводника выходного коаксиального резонатора.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что торцевые стенки внутреннего и внешнего проводников выходного коаксиального резонатора, расположенные со стороны высокочастотного зазора, снабжены по крайней мере одним соосным резонатору выступом с отверстием для пролета электронов.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что выступ выполнен в виде кольца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в электровакуумных приборах, в частности в магнетронах непрерывного или импульсного действия, работающих в широком диапазоне длин волн.

Изобретение относится к технологии производства электровакуумных приборов, а именно к изготовлению высокочастотного пакета замедляющих систем спирального типа для ламп бегущей волны.

Изобретение относится к области электронный СВЧ техники. Электронный СВЧ прибор большой мощности пролетного типа, использующий магнитную систему для формирования и транспортировки электронного пучка, содержит вакуумный корпус, выполненный из материала с низкой электропроводностью.

Изобретение относится к области электротехники, а конкретно к способу электропитания многолучевых клистронов горизонтального исполнения. Соединительный модуль содержит разделительный трансформатор коаксиального типа с незамкнутым магнитопроводом, на первичную обмотку (1) которого снаружи и со стороны крепления ее к корпусу СМ (3) установлены медные магнитные экраны (10), вторичную обмотку (2), закрепленную на высоковольтный разъем (4), который в свою очередь установлен на заднюю стенку корпуса СМ, трансформатор тока (5), высоковольтный делитель напряжения (7), верхнее плечо которого выполнено в виде конструктивной емкости, водяную систему охлаждения (6), расположенную в расширительном объеме корпуса СМ, блок датчиков контроля (8) и узел наполнения и слива масла (9).

Изобретение относится к электронной технике, а именно к электровакуумным приборам клистронного типа, содержащим один двухзазорный резонатор, и предназначено для генерации большой мощности СВЧ.

Изобретение относится к области плазменной релятивистской СВЧ-электроники и может найти применение при создании источников широкополосного электромагнитного СВЧ-излучения, используемого в импульсной СВЧ-энергетике, радиофизических исследованиях, экспериментальной физике, в технологических процессах обработки материалов.

Магнетрон // 2572347
Изобретение относится к магнетронам. Катод магнетрона, содержащего радиальное удлинение для размещения клемм 6, 7 катода, опирается на значительно более короткие опорные держатели 3, 4, поскольку данные держатели закреплены в концевой стенке 18 радиального удлинения, которая расположена ближе к катодному концу радиального удлинения, чем к другому концу.

Изобретение относится к технике генерации электромагнитных импульсов (ЭМИ) и может быть использовано в импульсной радиолокации и при испытаниях радиоэлектронной аппаратуры на воздействие импульсных полей.

Изобретение относится к технике генерации электромагнитных импульсов (ЭМИ) и может быть использовано в импульсной радиолокации и при испытаниях радиоэлектронной аппаратуры на воздействие импульсных полей.

Изобретение относится к сверхвысокочастотной (СВЧ) технике, может быть использовано при разработке мощных источников СВЧ излучения с высоким электронным КПД для целей радиолокации, навигации и передачи информации.
Наверх