Генератор шума свч-диапазона

 

1., J

Г.А.Марков, В.С.Бажанов, Т.А.Синицина и А ф.,шапошников (72) Авторы изобретения

Горьковский государственный университет им. Н.И.Лобачевского (7l) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ШУМА СВЧ-ДИАПАЗОНА

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ, а именно к генераторам шума, и может быть использовано в устройствах для исследования частотных и шумовых характеристик

СВЧ"приборов.

Известны генераторы шума СВЧ-диапазона (ГШ- 1, ГШ-2 и др,), состоящие из газораэрядной трубки с размещеннюьм в ней подогревным катодом и анодом, блока гитвния разряда, поджигающего высоковольтного устройства и волноводной секции пря" моугольного сечения, внутрь которой под углом к оси волновода помещается участок трубки с положительным столбом разряда 1!).

Недостатком указанных генераторов является малая мощность шума и низ" кий КПД.

Известен также генератор шума

СВЧ-диапазона, содержащий газораэрядную трубку с размещенными в ней подогревным катодом, анодом и фори 2 рующим электродом, выполненным в виде диска с осевым отверстием, вол° новод прямоугольного сечения, маг" нит, Иоле которого параллельно оси трубки, и источник питания разряд да.. Разрядная трубка в этом устройстве расположена вдоль электрического поля возбуждаемой волны, т.е. перпендикулярно широкой стенке волновода в поперечном магнитном поле12), Однако это устройство не дает достаточного увеличения шумовой мощности и КПД.

Цель изобретения - увеличение шумовой мощности и КПД генератора шу ма СВЧ диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что в генераторе шума ВВЧ-диапазона, содержащем гаэоразрядную трубку с размещенными в ней подогрев20 ным катодом, анодом и Форьирующим электродом, выполненным в виде диска с осевым отверстием, волновод прямоугольного .сечения, магнит, поле которого параллельно оси трубки, и источник питания разряда, трубка размещена перпендикулярно узким стенкам волновода, участок между анодом и фор ирующим электродом расположен внутри волновьда в неоднородном магнитном поле, а между формирующим электродом и катодом включен источник ускоряющеro напряжения.

Известно, что интенсивность магнитотормозного излучения превышает тепловое излучение плазмы в (av„ /4) раз, где Rн - гирочавтота электронов, Я - частота столкновений элек" тронов. Поэтому в разрядах низкого давления можно получить излучение более мощное, чем в указанном прототипе. Неоднородность магнитного поля позволяет уширить резонансную кривую излучения таким образом,, чтобы йерекрыть рабочую полосу частот генератора. Турбулизация замагниченной плазмы пучком быстрых электронов позволяет получить максимум шумового излучения при малых разрядных токах.

На чертеже схематично изображен предложенный генератор шума.

Генератор состоит из газоразрядной трубки 1 с накальным катодом 2, анодом 3 и ускоряющим кольцевым электродом 4, отрезка стандартного волновода 5 с согласованной нагрузкой б, магнита 7, запредельных патрубков" держателей трубки 8, источника питания анодной 9 и катодной 10 секций трубки, ограничивающего сопротивления 11.

Устройство работает следующим образом.

Электроны разгоняются полем катодного промежутка и впрыскиваются. узким пучком ф 2 мм) в неоднородное продольное магнитное поле анодной части трубки, где ионизуют газ. - При столкновениях энергия поступательного движения преобразуется в энергию колебательного движения электронов вдоль электри ческого поля возбуждаеwx ТЕО волн. Разброс частоты вращения электронов, обусловленный неоднородностью магнитного поля, позволяет возЬуждать волноводную систему сразу в целом диапазоне частот. Турбулизацчя плазмы электронным пучком ведет к значительному росту эффективности преоЬразования энергии поступательного движения в колеЬательную из-за увеличения эффективной частоты столкновений электронов. И результате наблюдается существенное увелич ени е ампли туды и уши рени е полосы ча" стот возбуждаемых волн. Величину и неоднородность магнитного поля следует выбирать таким образом, чтобы центральная частота рабочего диапазона<щ равнялась гирочастоте, либо удвоенной гирочастоте электронов ((Щ, 2+), соответствующей значению магнитного поля s центре волновода, а рабочая полоса частот у уу„ фщ,интервал гирочастот электронов, определяемый неоднородност be магнитно"

ro поля в области волновода). Зажигание разряда и поддержание тока на заданном уровне обеспечиваются регулированием величины накального напряжения на катоде.

В опытном образце предложенного генератора шума используют пучок электронов с энергией 130 эВ, давление в трубке 2,7 10 ropp, напряженность магнитного поля > 500 3, велиина разрядного тока = 18- 19 мА, анодное напряжение 1300 В. При наличии пучка сопротивление разряда увеличивается примерно в 20 раз, вольтамперная характеристика в интер вале анодных напряжений 900-2000 В для трубок д длиной анодной части = 20 см", 36 ! имеет слабопадающий участок, а интенсивность электромагнитного излучения из плазмою возрастает на 5-6 порядков по сравнению с прототипом.

Таким образом, предложенное уст. ройство обеспечивает. значительное повышение мощности шума и КПД генератора по сравнению с известными re. ..нератораьи шума СВЧ-диапазона. формула изоЬретения

Генератор шума СВЧ-диапазона, содержащий газоразряднмю трубку с размещенными в ней подогревным като" дом, анодом и формирунщим электродом, выполненным в виде диска с осевым отверстием, волновод прямоугольного сечения, магнит, поле которого параллельно оси трубки, и источник питания разряда, о т л и ч а юшийся тем, что,с целью увеличения мощности и КПД генератора, трубка размещена перпендикулярно узким стенкам валновода, участок между анодом и форьирующим электродом расположен внутри волновода в неоднородном магнитном поле, а между форИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 966850 4 мирунин электродом и катодом вклю- 1. Черепанов В.П., Коневских В.И., чен источник ускоряецего напряжения. Львов В.Н. Газоразрядные источники. шума. M,,, ""Сов. радио", 1968, с. 26-42.

2. Патент СЫА Н 3356965, кл. 331-78, 1967 (прототип).

Составитель А.Захаров

Редактор О.Колесникова Техред Т,фанта, Корректор В.Бутяга

Заказ 7 9 7 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,