Многолучевая лбв

 

(19)SU(11)531426(13)A1(51)  МПК ⁶    _H01J25/34(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 07.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) МНОГОЛУЧЕВАЯ ЛБВ

Изобретение относится к электронным приборам СВЧ и может быть использовано для усиления и генерирования СВЧ-колебаний. Известна пространственно развитая замедляющая система для многолучевой ЛБВ. Такая замедляющая система позволяет уменьшить питающее напряжение в 1,5-2 раза по сравнению с однолучевыми лампами при той же мощности, но поперечные размеры получаются больше, чем у однолучевой лампы. Основным недостатком пространственно развитых замедляющих систем является наличие паразитных видов колебания, которые препятствуют нормальной работе прибора. Известна также многолучевая ЛБВ, использующая параллельную работу девяти однолучевых ЛБВ, заключенных в единую вакуумную оболочку и работающих на общий вывод энергии. Ее недостатком является также существенное увеличение поперечных размеров лампы. В предлагаемой многолучевой ЛБВ, содержащей замедляющую систему типа диафрагмированного волновода с каналами для прохождения электронных пучков и многокатодную электронную пушку, диафрагмы замедляющей системы снабжены центральной втулкой, а каналы для прохождения электронных пучков расположены в ней так, что расстояние между осями соседних каналов меньше или равно половине длины волны в свободном пространстве, при этом число катодов электронной пушки соответствует числу каналов в центральной втулке. На фиг. 1 изображена конструктивная схема описываемой многолучевой ЛБВ, которая содержит многокатодную пушку 1, замедляющую систему 2, коллектор 3, ввод энергии 4, вывод энергии 5, фокусирующую систему 6. Замедляющая система состоит из блоков 7 (см. также фиг.2) с разрывом, который осуществляется таким же блоком 8, но без окна связи. Чтобы не было отражений от места разрыва, по обе стороны от него ставятся согласованные поглотители 9. На фиг.2 показан блок многолучевой замедляющей системы. Этот блок отличается от однолучевого блока тем, что у многолучевого блока увеличен диаметр втулки и в ней сделано несколько каналов для прохождения электронных пучков. Увеличение диаметра втулки позволяет увеличить количество каналов для прохождения электронных пучков, т.е. увеличить полный ток. Максимальный диаметр втулки выбирается из соображений допустимого перепада напряжения по радиусу втулки, который может быть до 15-20% Так как по втулке замедляющей системы имеется много каналов для прохождения электронных пучков, то первеанс каждого пучка может быть достаточно мал (0,3-0,5) 10^-6 А/B^3/2, а суммарный во много раз больше первеанса, обычно используемого сейчас в мощных ЛБВ. В качестве примера на фиг.3 приведена дисперсионная характеристика многолучевой замедляющей системы. Если во втулке замедляющей системы сделать каналы с относительным диаметром ⊘_к/λ 0,054, тогда будет 19 пучков, а при ⊘_к/λ 0,027 будет 179 пучков. Следовательно, при первеансе одного пучка (0,3-0,5)˙10^-6 А/B^3/2 общий первеанс в первом случае составляет (6-10) ˙10^-6 А/B^3/2, а во втором случае (50-100) ˙10^-6 А/В^3/2. Увеличение диаметра в центральной втулке несколько уменьшает сопротивление связи. На фиг.4 приведено сопротивление связи многолучевой замедляющей системы, которое, примерно на 30-40% меньше, чем для замедляющей системы с обычным диаметром центральной втулки. Но общая эффективность взаимодействия всех пучков с СВЧ-полем возрастает за счет увеличения параметра усиления С и уменьшения пространственного заряда каждого пучка. Таким образом, в многолучевой ЛБВ можно получить большой первеанс (10-100) ˙10^-6 А/В^3/2 при низком пространственном заряде и низком рабочем напряжении. В свою очередь низкий пространственный заряд позволяет эффективно использовать скачок фазовой скорости или напряжения, или то и другое совместно и увеличить КПД. При этом сохраняются преимущества многолучевой ЛБВ (более низкое рабочее напряжение, меньшее значение пространственного заряда), а ее поперечные размеры не превышают размеров однолучевой ЛБВ. Многолучевая электронная пушка имеет столько же одиночных катодов, сколько имеется каналов во втулке замедляющей системы.

Формула изобретения

МНОГОЛУЧЕВАЯ ЛБВ, содержащая замедляющую систему типа диафрагмированного волновода с каналами для прохождения электронных пучков и многокатодную электронную пушку, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения поперечных размеров лампы, диафрагмы замедляющей системы снабжены центральной втулкой, а каналы для прохождения электронных пучков расположены в ней так, что расстояние между осями соседних каналов меньше или равно половине длины волны в свободном пространстве, при этом число катодов электронной пушки соответствует числу каналов в центральной втулке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4