Лампа бігучої хвилі

ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬ ЮВАНИЯ ЭК^ Т* ' *СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ч ^ ^ (19) {51)5 Н 01 J 25/34, 23/26 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ї (21)4657242/21 (22)02.03.89 (72) З.Н.Пасечник, В.Г.Руденко, Н.Я.Олех и В.С.Предмирский (53)621.385.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 743475, кл. Н 01J 23/32, 1978. Dombro L., Ansboury M. DBS Transponder Technologycontlnues to mature and development MSN, 1983, bk 9, p 98-108. (54) ЛАМПА БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ (57) Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при разработке широкополосных приборов, аредназначенных для усиления СВЧ-колебаний и использующих спиральную замедляющую систему, в частности, для ламп бегущей волны (ЛБВ). Цель изобретения повышение надежности при использовании волноводных СВЧ-входов и СВЧ-выходов и улучшение массогабаритных характеристик - достигается путем установления в , г ЛБВ между спиралью и ВОЛНОВОДОР* кольцевых металлических диафрагм, предохраняющих спираль от тепловых перегрузок. Диафрагма 8 е центре имеет концентричное со спиралью круглое отверстие, диаметром не более внутреннего диаметра спирали 3 для электронного пучка, и прорезь на периферии для элемента 7 связи. Электронный пучок, сформированный оптической системой электронной пушки 1, проходит через отверстия во входном волноводе А и диафрагме 8 и попадает в пространство внутри спирали 3 затем через отверстие в выходном волноводе 5 попадает на коллектор 6. В стационарном режиме незначительная часть электронного пучка оседает на витки спирали. При включении и выключении ЛБВ имеет место кратковременный бросок тока оседания на спираль (до 15%). Тепловая нагрузка за счет ее кратковременности остается далекой от предельно допустимой. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил. ел ю о со 38-91 Изобретение относится к электронике CR4 в чагтности к приборам предназначрнным для усиления СВЧ-колебаний и использующим для этого спиральную замедляющую систему, в частности, для ламп бегущей волны (Л6В) Целью изобретения является повышение надежности при использовании волноводных СВЧ-входов и СВЧ-выходов и улучшение массогабаритных характеристик Поставленная цель достигается тем, что в ЛБВ, содержащей спиральную замедляющую систему в баллоне, переходные устройства между спиралью и СВЧ-входом и СВЧ-выходом (входной и выходной линиями передачи) и защитный элемент для предохранения витков на входе спирали от тепловых перегрузок, защитные элементы выполнены в виде двух диафрагм» установленных между спиральюи СВЧ-входомм СВЧ-выходом соответственно, концентрично спирали и на расстоянии L, определяемом из условий 1,5I< Z ^а, где I - величина зазора между витками спирали, мм; а - расстояние между спиралью и торцом волновода, мм; при этом на периферии кольцевой диафрагмы выполнена прорезь для элемента связи спирали с волноводом, а диффрагма соединена с баллоном. Волноводно-спирэльные переходы имеют полосу пропускания с коэффициентом стоячей волны (КСВН) 2,0, примерно равную полосе пропускания регулярного стандартного прямоугольного волновода (Af/f=66,6%). Для обеспечения столь широкой полосы согласования диафрагма должна располагаться таким образом, чтобы не вносить дополнительных реактивностей а цепи спираль - элемент связи - волновод. Для этого, расстояние между диафрагмой и торцом спирали должно быть таким, чтобы емкость между диафрагмой и спиралью не превышала емкость между соседними витками спирали. Т.е., расстояние между диафрагмой и спиралью должно быть несколько больше расстояния между соседними витками. Экспериментально установлено, что приближение диафрагмы к торцу спирали ближе, чем на расстояние 1_-И,51, заметно сказывается на уровне КСВН Это видно из таблицы, где приведены данные об изменении уровня КСВН и ширины полосы соглавания на уровне КСВН=2 0 в зависимости от нормированного к величине зазора между витками расстояния диафрагмы от торца спирали. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На чертеже представлено схематическое изобочжение ЛБВ. ЛБВ состоит из электронной пушки 1, магнитной фокусирующей системы 2, спиральной замедляющей системы 3, СВЧ-входа и СВЧ-выхода 5, коллектора 6. Связь между волноводом и спиралью осуществляется с помощью элемента 7 связи, который одним концом соединен со спиралью, второй конец входит в полость волновода и может иметь с ним гальванический контакт Между волноводом и спиралью установлена металлическая диафрагма 8. имеющая в центре концентричное со спиралью круглое отверстие, диаметром не более внутреннего диаметра спирали для электронного пучка и прорезь на периферии для элемента 7 связи Замедляющая система 3 закреплена с помощью керамических стержней 9 Электронный пучок, сформированный оптической системой электронной пушки, проходит через отверстие в СВЧ-входе 4 и диафрагме 8, внутри спирали 3 через отверстия в СВЧ-выходе 5 и садится на коллектор 6. В стационарном режиме незначительная часть электронного пучка (до 10%) оседаєт на спирали 3 Выделяемое при этом тепло отводится от спирали через элементы, контактируе**ые с ней, и работоспособность ЛБВ не нарушается При включении и выключении ЛБВ возможен кратковременный бросок тока оседания на спираль (до 15%) и теп-ловая нагрузка на входную область спирали возрастет, но остается далекой от предельно допустимой, так как оседание пучка распределено на несколько витков. При нарушениях режимов питания и условий эксплуатации возможно такое изменение формы электронного пучка или его отклонение от оси. что большая часть пучка оседает на первом или последнем вигке, имеющем небольшую массу и худшие По сравнению с остальными витками условия отвода тепла Отвести от витка мгновенно выделившееся при этом тепло практически невозможно, виток разрушается и ЛБВ выходит из строя. Кольцевая диафрагма 8, располагаясь в непосредственной близости от крайнего витка, экранирует его от попадания электронов. Теплопрочность диафрагмы выше, чем теплопроводность крайнего витка, так как она имеет надежный контакт большой площади с массивным баллоном к намного ббльшую массу Установка защитных элементов между спиралью и волноводом на определенном расстоянии от торца спирали позволяет повысить надежность ЛБВ за счет исключения 168^208 выхода их из строя из-за разрушения крайних витков спирали и обеспечить при этом полосу согласования на уровне полосы пропускания прямоугольного волновода. При этом повышается надежность не только в эксплуатации, но и в процессе производства, что уменьшает брак на технологических операциях на 5-7% и увеличивает, таким образом, процент выхода годных ЛБВ, Отсутствие в конструкции Л БВ крайних магнитов увеличенных габаритных размеров, необходимых для компенсации снижения величины магнитного поля, вызванного отсутствием части магнита в местах прохождения коаксиального волновода, приводит к уменьшению массогабаритных параметров ЛБВ. Формула изобретения 1. Лампа бегущей волны, содержащая закрепленную в баллоне спиральную замедляющую систему с защитным элементом, размещенным между спиралью с СВЧ-входом, и элементы связи с указанным ксвн Af/f% 1,8 2.0 59 Редактор Н. Каменская 1,7 2,0 59 1.6 2,0 58.5 5 10 15 20 6 СВЧ входом и СВЧ выходом о г л и ч л ю щ а я с я тем, что с целью повышения надежности при использовании волновод ных СВЧ-входов и СВЧ-выходов и улучше ния массогабиритных характеристик, введен дополнительный защитный элемент, размещенный между спиралью и СВЧ-выходом, причем защитные элементы выполне кы в виде диафрагм с прорезями для элементов связи при выполнении следующих условий: 1,51 < L < а , где L - расстояние между спиралью и диафрагмой, мм: I - величина зазора между витками спирали, мм; а - расстояние между спиралью и торцом волновода, мм. 2. Лампа бегущей волны по п.1, от л и~ ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения охлаждения, диафрагмы соединены с баллоном замедляющей системы 1.5 2,02 58,0 Составитель Н. Логутко Техред М.Моргентал 1.3 1.0 2.13 53 2.3 44 0,8 2.6 31 0,5 3.2 18 Корректор С. Черни Заказ 3863/ДСП Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул Гагарина 101