×
18.05.2019
219.017.55f6

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: 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. Устройство содержит электронную пушку, многорезонаторный группирователь электронных сгустков с вводом СВЧ-энергии, устройство преобразования энергии электронов (УПЭЭ) в СВЧ-энергию, вывод СВЧ-энергии в виде коаксиальной линии передачи и коллектор электронов. УПЭЭ выполнено в виде полуволнового коаксиального резонатора, внешний и внутренний полые проводники которого отделены высокочастотным (ВЧ) зазором, расположенным вблизи группирователя. Коллектор расположен в полости внутреннего проводника резонатора со стороны ВЧ-зазора. Вблизи группирователя между внутренним и внешним проводниками резонатора установлена диэлектрическая втулка, вакуумноплотно соединенная с ними. Коаксиальная линия вывода СВЧ-энергии расположена соосно резонатору с внешней его стороны. Техническим результатом является уменьшение длительности и увеличение амплитуды электрических импульсов напряжения выходного СВЧ-сигнала при сохранении сверхвысокой частоты повторения импульсов, а также упрощение конструкции и удобство настройки. 10 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

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, содержащее размещенные в вакуумном объеме электронную пушку, многорезонаторный группирователь электронных сгустков, устройство преобразования энергии электронных сгустков в СВЧ-нергию, 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 [1].

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 O-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 (порядка декады) 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, выполненное на основе СВЧ-прибора пролетного типа [2].

Устройство содержит последовательно размещенные в вакуумном объеме генератор электронных сгустков (включающий электронную пушку и многорезонаторный группирователь электронных сгустков с вводом СВЧ-энергии), устройство преобразования энергии электронных сгустков в СВЧ-энергию и коллектор, а также вывод СВЧ-энергии и размещенную в вакуумном объеме устройства магнитную систему для создания в устройстве продольного магнитного поля.

Устройство преобразования энергии электронов в СВЧ-энергию выполнено в виде двух параллельно расположенных плоских электродов, размещенных в вакуумном объеме устройства перпендикулярно его продольной оси и снабженных каналами для прохождения электронов. Эти два плоских электрода образуют начальный участок согласованной полосковой линии передачи, по которой СВЧ энергия передается из устройства преобразования энергии во внешнюю нагрузку. Для удобства вывода СВЧ-энергии согласованная полосковая линия на выходе из вакуумного объема устройства переходит в коаксиальную линию передачи, являющуюся выводом СВЧ-энергии.

Однако выполнение устройства преобразования энергии электронов в СВЧ-энергию в виде двух параллельных плоских электродов имеет ряд существенных недостатков.

1. При расчете такого устройства преобразования необходимо учитывать не только его погонные характеристики, но и концевую емкость полосковой линии, образованной плоскими электродами (емкость в области прохождения электронного потока).

Эквивалентную схему устройства преобразования можно представить в виде параллельного соединения трех компонент: In, ωn С, R,

где In - амплитуда n-ой гармоники тока (n=1, 2, 3,...),

ωn - частота n-ой гармоники тока (ωn=nω),

С - концевая емкость параллельных плоских электродов полосковой линии передачи,

R - волновое сопротивление полосковой линии передачи.

Импеданс нагрузки Zn устройства преобразования определяется как Zn=R/(1+jnωRC), а амплитуда Un напряжения n-ой гармоники определяется как Un=In|Zn|.

Для реального многолучевого электровакуумного прибора, в том числе для прототипа, работающего на частоте сигнала 1 ГГц, при ускоряющем напряжении 15 кВ и импульсе сгруппированного тока 100 А концевая емкость С составляет около 1 пФ, а волновое сопротивление полосковой линии передачи R выбирается равным 50 Ом. Из анализа частотной зависимости импеданса |Zn|, полученной при этих заданных параметрах полосковой линии передачи следует, что если частота первой гармоники составляет 1 ГГц, то |Zn| на первой гармонике составляет 45 Ом, а на восьмой гармонике с частотой 8 ГГц |Zn| составляет всего 7 Ом. Это приводит к существенному снижению амплитуды напряжения Un всех высших гармоник, начиная со второй.

На более высоких частотах происходит дальнейшее уменьшение амплитуды высших гармоник - вплоть до полного их исчезновения, что приводит к обеднению спектра частот выходного СВЧ-сигнала и, как следствие этого, к размытости фронтов и увеличению протяженности импульсов напряжения выходного СВЧ-сигнала.

Таким образом, наличие значительной концевой емкости (порядка 1 пФ) устройства преобразования, выполненного в виде двух параллельных плоских электродов, существенно снижает амплитуды высших гармоник и, следовательно, амплитуду импульса напряжения на выходе генераторного устройства и КПД устройства. Для получения большой амплитуды импульсов напряжения выходного сигнала можно увеличивать напряжение питания, то есть использовать высоковольтные источники питания, но это значительно увеличит энергозатраты и габариты оборудования, используемого при эксплуатации устройства.

2. В устройстве-прототипе СВЧ электрическое поле существует не только в зазоре между параллельными плоскими электродами, но и в промежутке между выходным торцом генератора электронных сгустков и расположенным со стороны этого генератора плоским электродом устройства преобразования энергии электронов в СВЧ-энергию, причем СВЧ электрические поля в указанном промежутке и в зазоре между плоскими электродами имеют противоположную направленность. Это приводит к размыванию электронного сгустка, увеличению его длительности и уменьшению амплитуд гармоник тока, что, в свою очередь, приводит к ухудшению выходных характеристик устройства: к понижению амплитуды и увеличению длительности импульсов гармоник выходного напряжения. В результате этого увеличивается длительность и уменьшается амплитуда импульса напряжения на выходе генераторного устройства, что также снижает КПД устройства.

3. Размещение фокусирующей магнитной системы в вакуумном объеме устройства нежелательно, так как при этом увеличиваются габариты вакуумной части устройства и затрудняется настройка магнитной системы, кроме того, при высокотемпературной обработке прибора во время его откачки свойства магнитов существенно ухудшаются.

Таким образом, использование в прототипе полосковой линии в качестве устройства для преобразования энергии электронов в СВЧ-энергию, то есть использование линии нерезонансного типа, не позволяет получить на выходе СВЧ-прибора сверхкороткие импульсы напряжения с большой амплитудой.

Актуальной задачей в настоящее время является получение сверхкоротких электрических импульсов напряжения с большой амплитудой и сверхвысокой частотой повторения.

В предлагаемом изобретении эта задача решается путем создания устройства для генерирования электрических импульсов напряжения на основе СВЧ-прибора пролетного типа, обеспечивающего по сравнению с прототипом уменьшение длительности и увеличение амплитуды электрических импульсов напряжения выходного СВЧ-сигнала при сохранении сверхвысокой частоты повторения импульсов.

Кроме того, конструкция предлагаемого 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, а также к упрощению выполнения системы подвода охлаждающей среды к коллектору устройства.

Предлагается устройство для генерирования электрических импульсов напряжения на основе СВЧ-прибора пролетного типа, 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, при этом 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 вакуумноплотно 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 предлагаемом устройстве во внешнем проводнике полуволнового коаксиального резонатора на участке, расположенном между местом соединения внешнего проводника резонатора с диэлектрической втулкой и местом соединения внешнего проводника резонатора с внешним проводником коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии выполнено первое разъемное соединение, а во внутреннем проводнике коаксиальной линии на участке, расположенном вблизи второй торцевой стенки внешнего проводника резонатора выполнено второе разъемное соединение.

В предлагаемом устройстве внешний и/или внутренний проводники полуволнового коаксиального резонатора выполнены в виде полых цилиндров.

В предлагаемом устройстве внешний и/или внутренний проводники полуволнового коаксиального резонатора содержат два последовательно соединенных участка, выполненных в виде полых цилиндров разных диаметров.

В предлагаемом устройстве внутренний проводник полуволнового 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.

В предлагаемом устройстве в полости внутреннего проводника резонатора с внешней стороны коллектора расположены каналы охлаждения. При этом на участке полуволнового коаксиального резонатора, расположенном со стороны вывода СВЧ-энергии, к внешнему проводнику резонатора подсоединены установленные перпендикулярно ему патрубки для подвода охлаждающей среды в каналы охлаждения через диэлектрические трубки, установленные между внешним и внутренним проводниками полуволнового коаксиального резонатора соосно патрубкам.

В предлагаемом устройстве во внешнем проводнике полуволнового коаксиального резонатора 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 устройстве первые торцевые стенки внутреннего и внешнего проводников полуволнового коаксиального резонатора снабжены расположенными со стороны высокочастотного зазора соосно резонатору выступами с отверстиями для пролета электронов. При этом каждый из выступов выполнен в виде диска или в виде кольца.

Устройство преобразования энергии электронов в СВЧ-энергию выполнено в виде полуволнового коаксиального резонатора, то есть является устройством резонансного типа, что позволяет (в отличие от прототипа) возбуждать в нем колебания с высокими амплитудами одновременно на многих частотах и, тем самым, сформировать на выходе устройства сверхкороткие импульсы напряжения с высокой амплитудой при сохранении сверхвысокой частоты повторения импульсов.

При этом расположение высокочастотного зазора вблизи группирователя электронных сгустков между первыми торцевыми стенками внешнего и внутреннего проводников резонатора позволяет максимально приблизить коллектор к группирователю и тем самым значительно сократить продольные размеры устройства.

Размещение коллектора в полости внутреннего проводника резонатора позволяет обеспечить компактность конструкции и конструктивное удобство размещения системы охлаждения коллектора.

Выполнение вывода СВЧ-энергии в виде коаксиальной линии передачи обеспечивает (так же как и в прототипе) возможность передачи выходных импульсов напряжения в нагрузку в широкой полосе. При этом расположение коаксиальной линии соосно резонатору существенно сокращает поперечные размеры устройства и не вносит существенных искажений в структуру полей резонатора, что позволяет осуществлять более эффективный отбор энергии от электронного потока СВЧ-полем и передачу энергии в нагрузку.

Диэлектрическая втулка, размещенная между внешним и внутренним проводниками резонатора, выполняет ряд функций: она является элементом крепления внутреннего проводника (с коллектором) к внешнему проводнику резонатора и электрически изолирует эти проводники друг от друга; диэлектрическая втулка выполнена из вакуумноплотной керамики, вакуумноплотно соединена с внешним и внутренним проводниками резонатора, образует часть вакуумной оболочки устройства и разделяет резонатор на вакуумную часть (которая включает в себя высокочастотный зазор резонатора и коллектор) и невакуумную часть резонатора, соединенную с выводом СВЧ-энергии.

Вследствие размещения диэлектрической втулки вблизи группирователя электронных сгустков расположенный со стороны коаксиальной линии вывода СВЧ-энергии значительный по протяженности участок внешнего проводника резонатора расположен вне вакуумной части прибора. Это позволяет размещать на этом участке внешнего проводника резонатора элементы подстройки и осуществлять подстройку частот резонатора после откачки устройства. Кроме того, этот участок (или часть этого участка) внешнего проводника резонатора может быть выполнен съемным, что позволяет размещать элементы подстройки на внешней поверхности внутреннего проводника резонатора и с помощью этих элементов осуществлять подстройку частоты резонатора. Необходимость такой подстройки возникает при отсутствии возможности осуществлять подстройку частот с помощью элементов подстройки на внешнем проводнике резонатора. Кроме того, выполнение части внешнего проводника резонатора съемной позволяет упростить выполнение системы подвода охлаждающей среды к коллектору.

Внешний и внутренний проводники коаксиального резонатора могут быть выполнены в виде полых цилиндров. Проводники резонатора (один или оба) могут иметь более сложную форму, например, могут состоять из нескольких участков, отличающихся по форме в зависимости от требуемых параметров устройства и условий обеспечения удобства компоновки.

Расположение высокочастотного зазора с одной стороны резонатора, сложность формы проводников, наличие в резонаторе диэлектрической втулки (расположенной не симметрично относительно торцов резонатора), элементов подвода охлаждающей среды и самой этой среды может привести к возникновению в резонаторе нежелательных (паразитных) видов колебаний, электрические поля которых имеют продольные составляющие. Для подавления этих паразитных колебаний во внешнем проводнике резонатора выполняют сквозные продольные щели, а на наружной поверхности внешнего проводника располагают слой поглощающего СВЧ-энергию материала, перекрывающего эти щели.

Изобретение поясняется чертежами.

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

На фиг.2 показан фрагмент предлагаемого устройства с поглотителем СВЧ-энергии.

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

Многорезонаторный группирователь электронных сгустков 2 включает несколько (четыре или пять) тороидальных резонаторов 5 с пролетными трубами 6, в которых выполнены сквозные отверстия 7, образующие пролетные каналы. Расположенный со стороны электронной пушки 1 входной тороидальный резонатор 2 снабжен коаксиальным вводом СВЧ-энергии 8.

Полуволновый коаксиальный резонатор 3 содержит внешний 9 и внутренний 10 проводники, отделенные друг от друга высокочастотным зазором 11. Внутренний проводник 10 коаксиального резонатора 3 выполнен полым и состоит из трех последовательно соединенных участков, первый и третий из которых выполнены в виде полых цилиндров 12, 13, а второй участок выполнен в виде полого усеченного конуса 14. В полости внутреннего проводника 10 размещен коллектор 15. Обращенные друг к другу первые торцевые стенки 16, 17 соответственно внешнего 9 и внутреннего 10 проводников резонатора 3 снабжены кольцевыми выступами 18 со сквозными отверстиями 19, образующими пролетные каналы. Внешний проводник 9 коаксиального резонатора 3 состоит из двух последовательно соединенных участков, выполненных в виде полых цилиндров 20, 21 с разными внутренними диаметрами. Между торцами первого участка (цилиндра 20) внешнего проводника 9 и третьего участка (цилиндра 13) внутреннего проводника 10 резонатора 3 расположена диэлектрическая втулка 22, выполненная из вакуумноплотной керамики и вакуумноплотно соединенная с проводниками 9, 10 резонатора 3. Диэлектрическая втулка 22 может быть выполнена в виде полого цилиндра или полого усеченного конуса (не показан на чертеже). Диэлектрическая втулка 22 разделяет коаксиальный резонатор 3 на вакуумную и невакуумную части. При этом первый участок внешнего проводника 9 (цилиндр 20), диэлектрическая втулка 22, а также первый и второй участки внутреннего проводника 10 (цилиндр 12 и усеченный конус 14) и внутренняя поверхность коллектора 15 составляют часть вакуумной оболочки устройства, а второй участок внешнего проводника 9 (цилиндр 21) и третий участок внутреннего проводника 10 (цилиндр 13) и соединенные с ними вторые торцевые стенки 23 и 24 этих проводников соответственно, а также разделенные изолирующим кольцом 25 внешний 26 проводник коаксиальной линии передачи 4 вывода СВЧ-энергии (соединенный со второй торцевой стенкой 23 внешнего проводника 9) и внутренний 27 проводник коаксиальной линии передачи 4 вывода СВЧ-энергии (соединенный со второй торцевой стенкой 18 внутреннего проводника 10 через сквозное отверстие 28 в торцевой стенке 23 внешнего проводника 9) расположены за пределами вакуумной части устройства. Это позволяет разместить вне вакуумной части устройства каналы охлаждения 29 коллектора 15 и соединенные с ними через диэлектрические трубки 30 патрубки 31 для подвода охлаждающей среды в каналы охлаждения 29. Вне вакуумной части устройства в области размещения второго участка внешнего проводника и третьего участка внутреннего проводника коаксиального резонатора и вблизи вторых торцевых стенок этих проводников можно устанавливать элементы подстройки коаксиального резонатора (не показаны на чертеже). Для удобства подстройки расположенные вне вакуумного объема устройства участки внешнего проводника 9 коаксиального 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 21) внешнего проводника 9 резонатора 3, вторая торцевая стенка 23 внешнего проводника 9 резонатора 3 и коаксиальная линия 4 вывода СВЧ-энергии. При этом второй участок (цилиндр 21) внешнего проводника 9 скреплен с первым участком (цилиндр 20) внешнего проводника 9 резонатора 3 с помощью винтов 32, а внутренний проводник 27 коаксиальной линии 4 вывода СВЧ-энергии скреплен со второй торцевой стенкой 24 внутреннего проводника 9 резонатора 3 с помощью резьбового соединения 33. Кроме того, внешний проводник 26 коаксиальной линии 4 может состоять из двух частей (как показано на чертеже), скрепленных между собой с помощью резьбового соединения 34. Для обеспечения фокусировки электронных пучков устройство снабжено фокусирующей магнитной системой 35. Магнитная система размещена вне вакуумной части устройства снаружи многорезонаторного группирователя электронных сгустков 2 и может быть выполнена на постоянных магнитах или в виде соленоида. Размещение фокусирующей магнитной системы вне вакуумного объема устройства обеспечивает простоту и удобство настройки магнитной системы. При этом не увеличиваются габариты вакуумной части устройства и при высокотемпературной обработке прибора во время его откачки используют прибор без магнитной системы.

На фиг.2 изображен фрагмент предлагаемого устройства, показанного на фиг.1, в которое введен поглотитель СВЧ-энергии. В таком устройстве во внешнем проводнике 9 коаксиального резонатора 3 выполнены сквозные щели 36, расположенные параллельно продольной оси устройства. На наружной поверхности внешнего проводника 9 размещен слой 37 материала, поглощающего СВЧ-энергию, который перекрывает щели 36. С внешней стороны слой 36 закрыт металлическим экраном 38.

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, поступающим в этот резонатор через коаксиальный ввод СВЧ-энергии 8. После прохождения промодулированного 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. Электронные сгустки поступают в высокочастотный зазор 11 полуволнового коаксиального резонатора 3, который имеет собственные колебания также на частотах ω, 2ω, 3ω,..., nω, то есть на частотах, кратных частоте входного СВЧ-сигнала ω. В полуволновом коаксиальном резонаторе СВЧ электрическое поле максимально в высокочастотном зазоре 11 (между первыми торцевыми стенками 16, 17 соответственно внешнего 9 и внутреннего 10 проводников резонатора 3) для каждого из этих видов колебаний. Это означает, что при вхождении электронного потока в высокочастотный зазор резонатора в нем одновременно возбуждаются все эти виды колебаний. При взаимодействии электронного потока с полем каждого из видов колебаний происходит автоматическая фазировка всех видов колебаний. В этом случае результирующую амплитуду колебаний можно представить как сумму амплитуд этих колебаний. В результате такого суммирования на выходе резонатора 3 образуется последовательность 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 полуволнового 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 полуволнового резонатора и величины связи с выводом СВЧ-энергии.

Более точную настройку полуволнового коаксиального резонатора можно осуществить за счет того, что в предлагаемой конструкции в значительной по протяженности части полуволнового 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 полуволновом 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.

Предлагаемая конструкция обеспечивает простоту и удобство настройки выходного (коаксиального) резонатора после откачки и в процессе испытания устройства, а также простоту подвода охлаждающей среды к коллектору устройства.

Источники информации

1. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Том 2. М.: Высшая школа, 1972, с.154.

2. Патент РФ №2178947, МКИ7: H01J 25/02, опубл. 27.01.2002 г., Устройство для генерирования электрических импульсов напряжения.

1.УстройстводлягенерированияэлектрическихимпульсовнапряжениянаосновеСВЧ-приборапролетноготипа,содержащеепоследовательнорасположенныевдольобщейосиэлектроннуюпушку,многорезонаторныйгруппировательэлектронныхсгустковсвводомСВЧ-энергии,устройствопреобразованияэнергииэлектроноввСВЧ-энергию,коллекторэлектронов,атакжевыводСВЧ-энергииввидекоаксиальнойлиниипередачи,отличающеесятем,чтоустройствопреобразованияэнергииэлектроноввСВЧ-энергиювыполненоввидеполуволновогокоаксиальногорезонатора,содержащеговнешнийивнутреннийполыепроводники,расположенныесоосноиотделенныедруготдругавысокочастотнымзазором,образованныммеждурасположеннымисостороныгруппирователяэлектронныхсгустковпервымиторцевымистенкамивнешнегоивнутреннегопроводниковрезонатора,вкоторыхвыполненысквозныеотверстиядляпролетаэлектронов,расположенныесооснопролетнымканаламмногорезонаторногогруппирователяэлектронныхсгустков,приэтомколлекторэлектроноврасположенвполостивнутреннегопроводникарезонаторасосторонывысокочастотногозазора,вполуволновомкоаксиальномрезонаторенаучастке,расположенномсостороныгруппирователяэлектронныхсгустков,сооснорезонаторуустановленадиэлектрическаявтулка,расположеннаямеждувнутреннимивнешнимпроводникамирезонатораивакуумноплотносоединеннаясними,коаксиальнаялиниявыводаСВЧ-энергиирасположенасооснорезонаторусвнешнейегостороны,причемвнешнийпроводниккоаксиальнойлиниисоединенсовторойторцевойстенкойвнешнегопроводникарезонатора,авнутреннийпроводниккоаксиальнойлиниисоединенсовторойторцевойстенкойвнутреннегопроводникарезонаторачерезцентральноесквозноеотверстие,выполненноевовторойторцевойстенкевнешнегопроводникарезонатора.12.Устройствопоп.1,отличающеесятем,чтововнешнемпроводникеполуволновогокоаксиальногорезонаторанаучастке,расположенноммеждуместомсоединениявнешнегопроводникарезонаторасдиэлектрическойвтулкойиместомсоединениявнешнегопроводникарезонаторасвнешнимпроводникомкоаксиальнойлиниейвыводаСВЧ-энергиивыполненопервоеразъемноесоединение,авовнутреннемпроводникекоаксиальнойлиниинаучастке,расположенномвблизивторойторцевойстенкойвнешнегопроводникарезонаторавыполненовтороеразъемноесоединение.23.Устройствопоп.1,отличающеесятем,чтовнешнийи/иливнутреннийпроводникиполуволновогокоаксиальногорезонаторавыполненыввидеполыхцилиндров.34.Устройствопоп.1,отличающеесятем,чтовнешнийи/иливнутреннийпроводникиполуволновогокоаксиальногорезонаторасодержатдвапоследовательносоединенныхучастка,выполненныхввидеполыхцилиндровразныхдиаметров.45.Устройствопоп.1,отличающеесятем,чтовнутреннийпроводникполуволновогокоаксиальногорезонаторасодержиттрипоследовательноисоосносоединенныхучастка,первыйитретийизкоторыхвыполненыввидеполыхцилиндровирасположенысоответственносостороныгруппирователяэлектронныхсгустковисосторонывыводаСВЧ-энергии,арасположенныймеждунимивторойучастоквыполненввидепологоусеченногоконуса,меньшееоснованиекоторогообращеновсторонугруппирователяэлектронныхсгустков.56.Устройствопоп.1,отличающеесятем,чтовполостивнутреннегопроводникарезонаторасвнешнейстороныколлекторарасположеныканалыохлаждения.67.Устройствопоп.6,отличающеесятем,чтонаучасткеполуволновогокоаксиальногорезонатора,расположенномсосторонывыводаСВЧ-энергии,кеговнешнемупроводникуподсоединеныустановленныеперпендикулярноемупатрубкидляподводаохлаждающейсредывканалыохлаждениячерездиэлектрическиетрубки,установленныемеждувнешнимивнутреннимпроводникамиполуволновогокоаксиальногорезонаторасооснопатрубкам.78.Устройствопоп.1,отличающеесятем,чтововнешнемпроводникеполуволновогокоаксиальногорезонаторавыполненысквозныещели,расположенныепараллельнопродольнойосиустройстваиперекрытыеслоемпоглощающегоСВЧ-энергиюматериала,размещенногонанаружнойповерхностивнешнегопроводникаполуволновогокоаксиальногорезонатора.89.Устройствопоп.1,отличающеесятем,чтопервыеторцевыестенкивнутреннегоивнешнегопроводниковполуволновогокоаксиальногорезонатораснабженырасположеннымисосторонывысокочастотногозазорасооснорезонаторувыступамисотверстиямидляпролетаэлектронов.910.Устройствопоп.9,отличающеесятем,чтокаждыйизвыступоввыполненввидедиска.1011.Устройствопоп.9,отличающеесятем,чтокаждыйизвыступоввыполненввидекольца.11
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 52.
27.01.2013
№216.012.2136

Свч-прибор клистронного типа (варианты)

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к электровакуумным СВЧ-приборам, предназначенным для получения СВЧ-мощности на двух кратных частотах, и может быть использовано, например, в радиолокации, радиопротиводействии и в других областях техники. В СВЧ-приборе двухзазорный выходной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474003
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.03.2013
№216.012.319e

Гибридная интегральная схема свч-диапазона

Изобретение относится к электронной технике, а именно к конструкции гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона длин волн. Техническим результатом изобретения является улучшение электрических характеристик и повышение технологичности гибридной интегральной схемы. Гибридная интегральная схема...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478240
Дата охранного документа: 27.03.2013
10.07.2013
№216.012.5556

Соленоид цезиевой атомно-лучевой трубки

Изобретение относится к технике квантовых стандартов частоты на основе цезиевых атомно-лучевых трубок. Предлагаемый соленоид цезиевой атомно-лучевой трубки содержит две идентичные катушки, расположенные внутри системы магнитных экранов по обеим сторонам U-образного СВЧ-резонатора вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487449
Дата охранного документа: 10.07.2013
27.07.2013
№216.012.5943

Флюс для пайки особолегкоплавкими припоями

Изобретение может быть использовано при пайке и лужении никелевых сплавов, нержавеющих и углеродистых сталей особолегоплавкими припоями. Упомянутые припои представляют собой сплавы на основе олова, индия и висмута с температурами пайки ниже или равными 140°С. Флюс для пайки содержит компоненты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488472
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.59f1

Устройство для струйного травления плоского изделия

Изобретение относится к химическому травлению струйным методом плоских поверхностей деталей машиностроения, приборостроения и электронной техники и может быть применимо в производстве печатных плат и плоских антенных решеток. Устройство включает первую емкость, в которой расположен держатель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488646
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.11.2013
№216.012.800e

Мощная гибридная интегральная схема свч-диапазона

Изобретение относится к электронной технике, а именно к конструкции мощных гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона длин волн. Технический результат - улучшение тепловых и электрических характеристик. Достигается тем, что мощная гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона содержит электро- и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498455
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.01.2014
№216.012.9904

Защитное устройство свч

Изобретение относится к электронной технике СВЧ. Достигаемый технический результат - расширение рабочей полосы частот и снижение прямых потерь СВЧ при сохранении допустимой входной мощности. Защитное устройство СВЧ содержит центральный проводник, один конец которого предназначен для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504871
Дата охранного документа: 20.01.2014
27.01.2014
№216.012.9cf1

Способ откачки и наполнения прибора газом

Изобретение относится к электронной промышленности. Технический результат - снижение трудоемкости наполнения инертным газом прибора и повышение надежности и срока службы прибора. Способ откачки и наполнения прибора газом содержит откачку и прогрев прибора, напуск газа в прибор и герметизацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505883
Дата охранного документа: 27.01.2014
20.02.2014
№216.012.a3b7

Многолучевой свч прибор о-типа

Изобретение относится к электронной СВЧ технике, а именно к мощным многолучевым СВЧ приборам O-типа, например к многолучевым клистронам (МЛК), предназначенным для работы преимущественно в коротковолновой части сантиметрового диапазона длин волн. Технический результат - повышение импульсной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507626
Дата охранного документа: 20.02.2014
10.04.2014
№216.012.afe5

Установка для электронно-лучевой сварки

Изобретение относится к установкам для электронно-лучевой сварки (ЭЛС), применяемым, в частности, для качественной вакуумной сварки узлов и деталей СВЧ-приборов различных классов. Установка содержит вакуумную камеру с вакуумной системой. В вакуумной камере размещены координатный стол и над ним...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510744
Дата охранного документа: 10.04.2014
Показаны записи 1-10 из 42.
20.01.2013
№216.012.1df8

Смеситель свч

Изобретение относится к электронной технике. Достигаемый технический результат - расширение рабочего диапазона частот, в том числе включая крайне высокие, снижение потерь преобразования. Смеситель СВЧ содержит коаксиально-волноводный тройник в виде отрезка прямоугольного волновода, коаксиальную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473166
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.2136

Свч-прибор клистронного типа (варианты)

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к электровакуумным СВЧ-приборам, предназначенным для получения СВЧ-мощности на двух кратных частотах, и может быть использовано, например, в радиолокации, радиопротиводействии и в других областях техники. В СВЧ-приборе двухзазорный выходной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474003
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.04.2013
№216.012.34e0

Двухканальный переключатель свч

Изобретение относится к технике СВЧ. Двухканальный переключатель СВЧ содержит три линии передачи с одинаковыми волновыми сопротивлениями, одна линия передачи предназначена для входа СВЧ сигнала, две другие - для выхода, отрезок линии передачи, два полевых транзистора с барьером Шотки....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479079
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.05.2013
№216.012.3e07

Пневмокаркасный санитарно-гигиенический модуль

Изобретение относится к временным быстровозводимым пневмокаркасным сооружениям, приспособленным для эксплуатации в различных условиях, в том числе и в экстремальных, и в любых климатических зонах. Пневмокаркасный санитарно-гигиенический модуль состоит из пневматического каркаса, образованного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481446
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.06.2013
№216.012.4de9

Устройство для измерения полного сопротивления двухполюсника на свч

Изобретение относится к измерительной технике на СВЧ и может использоваться при проектировании изделий электронной техники СВЧ различного назначения. Техническим результатом выступает расширение рабочей полосы частот и снижение погрешности измерений, а также упрощение конструкции и возможность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485527
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.09.2013
№216.012.7055

Устройство для измерения параметров рассеяния четырехполюсника на свч

Заявлено устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров рассеяния четырехполюсника на СВЧ. Техническим результатом заявленного устройства выступает упрощение и повышение точности устройства для измерения параметров рассеяния четырехполюсника на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494408
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.11.2013
№216.012.7f94

Устройство для определения шумовых параметров четырехполюсника свч

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: устройство содержит измерительную интегральную схему с элементами с перестраиваемыми параметрами, вход которой соединен с генератором шума отрезка линии передачи, выход которого соединен с входом измеряемого четырехполюсника, измеритель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498333
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.833e

Устройство для определения шумовых параметров четырехполюсника свч

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: устройство содержит измерительную интегральную схему с перестраиваемыми параметрами, вход которой соединен с генератором шума посредством центрального проводника в виде отрезка линии передачи, выход которого соединен с входом измеряемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499274
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.02.2014
№216.012.a5ea

Установка гидроабразивной резки

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для гидроабразивной резки листовых материалов. Установка содержит основание с продольными направляющими, на которых с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен портал с поперечными направляющими. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508189
Дата охранного документа: 27.02.2014
20.03.2014
№216.012.ad20

Устройство для измерения полного сопротивления и шумовых параметров двухполюсника на свч

Изобретение относится к измерительной технике на СВЧ. Устройство для измерения полного сопротивления и шумовых параметров двухполюсника на СВЧ, содержащее измеритель частотных характеристик и интегральную схему в составе центральной линии передачи, отрезка линии передачи, соединенного с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510035
Дата охранного документа: 20.03.2014
+ добавить свой РИД