Генератор дифракционного излучения

 

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ

Союз Советскиа

Социалистические

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 19.07. 79 (2! )2834522

О с присоединением заявки Ю (23) Приоритет

3Ьаударстеекаий кематет

СССР аа делам изобретений к открытий

ОпУбликовано 07.1О.81. Бюлл

Дата опубликования описания

А. А. Вертий, С. А. Масалов, Н. А. Попенко и В. П. Шестопалов (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени институт радиофизики: и электроники АН Украинской ССР (7l ) Заявитель (54) . ГЕНЕРАТОР ДИФРАКЦИОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к области электроники СВЧ и может найти применение в измерительной технике, в радиолокационных системах, радиоспектрометрах и т.п.

Известен генератор дифракционного излучения (ГДИ ), содержащий открытый резонатор (OP ), в котором одно из зеркал выполнено в виде кварцевой подложки с напыленной на ней ленточной дифракционной решеткой(1 ).

Не,достатком такого вывода энергии является большая величина омических потерь в ленточной рещетке, т.е. она имеет толщину, меньшую скин-слоя, Это приводит в резкому снижению добротности ОР ГДИ, а выходная мощность в этом случае падает на порядок.

Известен также генератор, содер-. жащий заключенные в корпус открытый резонатор, образованный двумя зеркалаии, одно из которых гладкое,:а на поверхность второго локально нанесена периодическая структура, причем между резонатором и корпусом име" ется зазор, электронно-оптическую систему и вывод энергии(2 ).

Недостатком этого ГДИ является сравнительно невысокая выходная мощность. Этот недостаток обусловлен тем, что диэлектрическая обойма перехватывает небольшую часть бокового излучения генератора. Это приводит к невысокому и далекому от оптимального.Koýôôèöèåíòó связи ГДИ с нагрузкой, следовательно, к тому, что значительная часть мощности не выводится из генератора.

Цель изобретения — увеличение выходной мощности без увеличения пусковых токов и снижения добротности резонатора.

Это достигается тем, что внутренняя поверхность корпуса выполнена в виде эшелеттной дифракционной решетки с ламелями, ориентированными

797538

4 поля генератора в энергию минус первой гармоники : М =0,6-9,9, Я "=0 45-0,7. Сектор углов ф, под которыми минус первая гармоника выво.— дится в нагрузку1 изменяется в этом случае от 0 до 20.

Верхнее зеркало 2 выполнено без возмущающих элементов, что обеспечивает высокую стабильность частоты re0 нератора

Предлагаемый ГДИ обеспечивает повышение выходной мощнос-.и и стабильности генерируемых частот беэ увеличения пусковых токов генератсра. Это достигается, во-первых, увеличением эффективности вывода боковых компонент ноля излучения генератора : as генератора выводится 5690 мощности бокового излучения в зависимости от частоты генерации;

20 во-вторых, выполнением зеркала 2 OP без возмущающих элементов, что позволяет уменьшить пусковые токи и увеличить стабильность генерируемых частот.

30

Электронж|й поток, сформированный

35 катодным уэдом 5 и продольным магнитным полем, пролетая вблизи. периодической структуры 4 порождает дифракционное излучение, которое возбуждает

OP. В резонаторе устанавливается одно

40 иэ собственных колебаний. После этого резонатора, излучение, представляющее собой квазиоптический пучок, дифрагирует на зеркалах 2 и 3. Специфическое распределение поля в OP

iS

ГДИ обуславливает наличие в поле излучения боковых компонент поля с от" носительно большой интенсивностью (фиг.2).Основная часть энергии сосо редоточена в секторе углов 20-40 относительно оси" ОР. Это поле, падая

50 на эшелетт, расположенный на внутренней поверхности корпуса 1 под углами М = (90- 8 )=70-500, преобразуется в минус первую дифракционную гармонику направленньМ образом выводится в нагрузку. При изменении параметра

ЭЯ эшелетта в пределах 0,9-1,0 эффективность преобразования. внешнего в плоскости, перпендикулярной оси от- крытого резонатора, и параметром

Я -Щ= 0,9-1,0, где Х вЂ” период структуры, 3- — длина волны.

На фиг. 1 приведено схематическое иэображение продольного разреза ГД1; на фиг. 2 — диаграмма направленности

OP ГДИ в зоне Френеля с локальной периодической структурой в плоскости, параллельной образующим решетки OP

ГДИ.

Предлагаемый ГДИ содержит заключенные в металлический корпус 1, .на внутренней поверхности которого нанесена периодическая структура типа эшелетт с ламелями, ориентированными в плоскости, перпендикулярной оси ОР, откоытый резонатор, образованный двумя непрозрачными зеркалами 2 и 3, периодическую структуру 4, нанесенную в центральной части одного из зеркал и приподнятую над поверхностью зеркала, катодный узел

5, коллектор, радиопрозрачное окно

6. Верхнее зеркало выполнено гладким без возмущающих элементов. Вывод энергии представляет собой периодическую структуру — эшелетт с углом ,при вершине зубца, равным 90 и

Ж= 0,9-1,0.

Предлагаемый ГДИ работает следующим образом.

Формула изобретения

Генератор дифракционного излучения, содержащий заключенные в кор-. пус,открытый резонатор, образованный двумя зеркалами, одно из которых гладкое, а на поверхности второго локально.нанесена периодическая структура, причем между резонатором и корпусом имеется зазор, электронно-оптическую систему и вывод энергии, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью уве". личения выходной мощности без увеличения пусковых токов и снижения добротности резонатора, внутренняя поверкность корпуса выполнена в виде эшелеттной дифракционной решетки с ламелями, ориентированными в плоское сти, перпендикулярной оси открытого резонатора, и параметром

Я С/3,= 0,9-1,0, где 1 -период структуры, ) вЂ,длина волны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Балаклицкий И. М. и др. Квазиоптический генератор дифракционно= го излучения. Изв. вузов, "Радиофизика", т. ХУ1, В 2, 1973, с. 235"244.

2. Авторское свидетельство по заявке В 2423079/18-25, кл. Н Ol J 25/02, 1 3.03.78.