×
18.05.2019
219.017.55f6

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

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.

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 21-30 из 52.
10.10.2014
№216.012.fd84

Сверхвысокочастотное циклотронное защитное устройство

Изобретение относится к области высокочастотной радиоэлектроники, а именно - к устройствам защиты СВЧ-радиоприемных устройств, в частности, приемников радиолокационных станций, от воздействия входной мощности большого уровня в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530746
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.10.2014
№216.013.00b6

Диодный ограничитель мощности свч сигнала

Изобретение относится к технике СВЧ, а именно к диодным ограничителям мощности, служащим для защиты входа приемного устройства от воздействия СВЧ сигнала собственного передатчика и мощного стороннего СВЧ сигнала. Технический результат - повышение надежности ограничителя за счет увеличения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531574
Дата охранного документа: 20.10.2014
20.11.2014
№216.013.0691

Способ определения выходной реакции линейного устройства на входной сигнал

Изобретение относится к техническим системам, а именно к способам оптимального моделирования устройств электронной техники. Технический результат - упрощение определения выходной реакции линейного устройства на входной сигнал в виде функции времени и расширение функциональных возможностей за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533082
Дата охранного документа: 20.11.2014
27.12.2014
№216.013.1633

Усилитель свч

Изобретение относится к электронной технике СВЧ. Технический результат заключается в снижении коэффициентов стоячей волны напряжения на входе и выходе. Усилитель СВЧ содержит две линии передачи с одинаковыми волновыми сопротивлениями, полевой транзистор с барьером Шотки, две индуктивности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537107
Дата охранного документа: 27.12.2014
10.01.2015
№216.013.187b

Способ изготовления мощной гибридной интегральной схемы свч-диапазона

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при создании мощных гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона многоцелевого назначения. Технический результат - улучшение электрических характеристик за счет улучшения теплоотвода, повышение технологичности при сохранении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537695
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.02.2015
№216.013.22a1

Устройство для ионно-плазменного травления и нанесения тонких пленок

Изобретение относится к области нанесения тонких пленок в вакууме и может быть использовано, например, в микроэлектронике. Устройство содержит вакуумную камеру и магнитную систему. В вакуумной камере расположен анод, выполненный в виде полого прямоугольного параллелепипеда, в отверстиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540318
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.281c

Выводная рамка для многокристального полупроводникового прибора свч

Изобретение относится к электронной технике. В выводной рамке для многокристального полупроводникового прибора СВЧ, содержащей, по меньшей мере, два вывода каждый с внешними и внутренними концами, внешние концы выводов соединены с технологической рамкой, внутренние концы каждого вывода имеют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541725
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.28bf

Многолучевая свч линейная антенная решётка и двумерная антенная решётка на ее основе

Изобретение относится к радиолокации, точнее к фазированным антенным решеткам (ФАР) СВЧ диапазона, и может быть использовано в пассивной и активной радиолокации для осуществления непрерывного параллельного контроля пространства. Технический результат - возможность формирования одновременно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541888
Дата охранного документа: 20.02.2015
29.03.2019
№219.016.f169

Замедляющая система штыревого типа для лампы бегущей волны миллиметрового диапазона длин волн

Изобретение относится к области электронной техники, а именно к замедляющим системам (ЗС) штыревого типа для ламп бегущей волны (ЛБВ) непрерывного и импульсного действия миллиметрового (ММ) диапазона длин волн. Техническим результатом является повышение устойчивости ЛБВ ММ диапазона длин волн к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002396646
Дата охранного документа: 10.08.2010
29.03.2019
№219.016.f1c7

Преобразователь поверхностных акустических волн (варианты)

Изобретение относится к акустоэлектронике, а именно к преобразователям ПАВ, работающим на высших гармониках. Техническим результатом является увеличение потерь преобразования на нерабочих гармониках, сокращение числа нерабочих полос преобразования и увеличение частотного разделения между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002317635
Дата охранного документа: 20.02.2008
Показаны записи 21-30 из 42.
01.03.2019
№219.016.c87d

Электронная отпаянная пушка для вывода электронного потока в атмосферу или иную газовую среду

Изобретение относится к электронной технике, а именно к электронным отпаянным пушкам и ускорителям электронов, предназначенным для вывода электронного потока из вакуумной области пушки и ускорителя в атмосферу или иную газовую среду, и может быть использовано в полупроводниковой электронике для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680823
Дата охранного документа: 27.02.2019
11.03.2019
№219.016.d7ea

Аттенюатор свч

Изобретение относится к электронной технике, а именно к аттенюаторам СВЧ на полупроводниковых приборах. Аттенюатор СВЧ состоит, по крайней мере, из одного разряда, каждый из которых содержит резисторы, один из которых соединен последовательно, а другой - параллельно линиям передачи на входе и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002340048
Дата охранного документа: 27.11.2008
11.03.2019
№219.016.d8ca

Переключатель свч

Изобретение относится к технике СВЧ, а именно к переключателям СВЧ на полупроводниковых приборах. Технический результат изобретения - увеличение величины ослабления СВЧ-сигнала, снижение величины модуля коэффициента отражения СВЧ-сигнала и снижение массогабаритных характеристик. Переключатель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002313866
Дата охранного документа: 27.12.2007
15.03.2019
№219.016.e02d

Устройство для временного укрытия зоны выполнения ремонтных или строительных работ на трубопроводах (варианты)

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется при выполнении сварочно-монтажных работ при строительстве и ремонте трубопроводов. Устройство состоит из каркасно-тентового сооружения, системы пневмоэлементов, установленных между арками, и тента с приспособлениями...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002280808
Дата охранного документа: 27.07.2006
29.03.2019
№219.016.f1b4

Аттенюатор свч

Изобретение относится к электронной технике, а именно к аттенюаторам СВЧ на полупроводниковых приборах. Техническим результатом является возможность достижения нулевой величины изменения фазы сигнала при соответствующем изменении постоянного управляющего напряжения, снижение прямых потерь,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002311704
Дата охранного документа: 27.11.2007
29.03.2019
№219.016.f2f2

Устройство для генерирования электрических импульсов напряжения

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002379782
Дата охранного документа: 20.01.2010
29.03.2019
№219.016.f31f

Переключатель свч

Изобретение относится к технике СВЧ, а именно к переключателям СВЧ на полупроводниковых приборах. Переключатель СВЧ содержит соединение трех линий передач с одинаковыми волновыми сопротивлениями, одна линия передачи предназначена для входа СВЧ-сигнала, две другие - для выхода. Линии передачи на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002335832
Дата охранного документа: 10.10.2008
29.03.2019
№219.016.f39a

Переключатель свч

Изобретение относится к технике СВЧ, а именно к переключателям СВЧ на полевых транзисторах с барьером Шотки. Техническим результатом изобретения является снижение массогабаритных характеристик и уменьшение прямых потерь СВЧ-сигнала. Это достигается введением в одну из линий передачи на выходе,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002306641
Дата охранного документа: 20.09.2007
19.04.2019
№219.017.2ef4

Поглотитель электромагнитных волн

Изобретение относится к области электронной техники. Поглотитель электромагнитных волн выполнен в виде диэлектрического слоя заданного размера - связующего и наполнителя, распределенного в объеме связующего. При этом наполнитель содержит множество дискретных электропроводящих резонансных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002383089
Дата охранного документа: 27.02.2010
19.04.2019
№219.017.30b5

Аттенюатор свч

Изобретение относится к электронной технике, а именно к аттенюаторам СВЧ на полупроводниковых приборах. Техническим результатом является обеспечение линейного изменения ослабления СВЧ-сигнала в зависимости от управляющего напряжения, непрерывно изменяющегося в широком интервале, и уменьшение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002324265
Дата охранного документа: 10.05.2008
+ добавить свой РИД