Джерело високочастотного живлення пролітного типу
Номер патенту: 38911
Опубліковано: 15.05.2001
Автори: Сандалов Александр Ніколаєвич, Довбня Анатолій Миколайович, Тур Юрій Дмитрович
Формула / Реферат
(21) 2000116593 Дата прийняття
(54) (57) рішення
14 березня 2001 р.
1. Джерело високочастотного живлення пролітного типу, яке містить послідовно розміщені розділені трубками дрейфу пристрій формування електронного пучка, пристрій просторового групування пучка на частоті підсилюваного сигналу, вихідну систему перетворення енергії електронного пучка в енергію електромагнітного поля основної частоти, колектор пучка, а також додаткову резонансну систему, розташовану між вихідною системою і колектором, яке відрізняється тим, що додаткова резонансна система є вихідною, настроєна на частоту однієї з вищих гармонік підсилюваного сигналу та приєднана до трубки дрейфу у місці, що відповідає максимуму модуляції пучка на заданій гармоніці.
2. Джерело за п. 1, яке відрізняється тим, що між додатковою вихідною резонансною системою та колектором розміщена принаймні ще одна додаткова вихідна резонансна система, яка настроєна на частоту однієї з вищих гармонік, що відрізняється від частоти, на яку настроєна перша додаткова вихідна резонансна система, причому ще одна додаткова резонансна система розташована у місці, яке відповідає максимуму модуляції пучка на гармоніці, на яку настроєна ще одна додаткова вихідна резонансна система.
Текст
1. Джерело високочастотного живлення пролітного типу, яке містить послідовно розміщені розділені трубками дрейфу пристрій формування електронного пучка, пристрій просторового групування пучка на частоті підсилюваного сигналу, вихідну систему перетворення енергії електронного пучка в енергію електромагнітного поля основної частоти, колектор пучка, а також додаткову резонансну систему розташовану між вихідною систе 38911 дрейфу пристрій формування електронного пучка, пристрій просторового групування пучка на частоті підсилюваного сигналу, ви хідну систему перетворення енергії електронного пучка в енергію електромагнітного поля основної частоти, колектор пучка, а також додаткову резонансну систему розташовану по ходу п учка між вихідною системою і колектором. Згідно з винаходом, додаткова резонансна система є вихідною, настроєна на частоту однієї з вищих гармонік підсилюваного сигналу та приєднана до трубки дрейфу у місці, що відповідає максимуму модуляції пучка на заданій гармоніці. Для збільшення кількості одночасного генерування електромагнітних коливань між додатковою вихідною резонансною системою та колектором розміщена принаймні ще одна додаткова вихідна резонансна система, яка настроєна на частоту однієї з вищи х гармонік, що відрізняється від частоти, на яку настроєна перша додаткова вихідна резонансна система, причому ще одна додаткова резонансна система розташована у місці, яке відповідає максимуму модуляції пучка на гармоніці, на яку настроєна ще одна додаткова вихідна резонансна система. У вихідній резонансній системі внаслідок взаємодії між гальмуючим ЕМ полем основної частоти та попередньо модульованим пучком зі згустками кінцевої фазової довжини відбувається перемодуляцїя пучка на вищі гармоніки, так що встановлення на трубці дрейфу у місці, що відповідає максимуму модуляції пучка на одній з вищих гармонік підсилюваного сигналу, додаткової вихідної резонансної системи, яка настроєна на частоту згаданої вищої гармоніки, забезпечує ефективну генерацію ЕМ поля цієї частоти. Джерело живлення дозволяє одночасно з високочастотною потужністю основного підсилюваного сигналу отримувати електромагнітні поля на більш високих частотах, використовуючи відпрацьований пучок одного джерела. Це забезпечує по перше збільшення ККД в порівнянні з системою, яка використовує декілька окремих джерел, тому, що у пропонованому джерелі для генерації полів на вищих частотах використовується потужність відпрацьованого пучка. По друге, тому, що генерація сигналів основної та вищих частот забезпечується одним і тим же пучком, підвищується синфазність цих коливань. І по третє ясно, що високочастотні станції на основі таких підсилювачів мають суттєво менші вагогабаритні характеристики в порівнянні з комплексом на окремих генераторах. На фіг. 1 наведена принципова схема джерела; на фіг. 2 наведені результати числового розрахунку динаміки пучка у випадку використання багаточастотного клістрона як джерела високочастотного живлення пролітного типу: показана зміна рівнів (А) першої та другої гармонік струму уздовж осі клістрону та вигляд пучка (Б) і принципова схема джерела високочастотного живлення зі спроможністю одночасної генерації високочастотних полів першої та другої гармонік основного сигналу, яке може бути створено на базі підсилюючого клістрона; на фіг. 3 зображена фазова діаграма динаміки пучка уздовж джерела; на фіг. 4 наведений загальний вигляд клістрону з додатковим вихідним резонатором; на фіг. 5 зображені експериментальні залежності зміни відносного рівня другої гар моніки підсилюваного сигналу в основному та додатковому ви хідних трактах основної частоти згаданого клістрона. Джерело високочастотного живлення (фіг. 1) містить послідовно розміщені систему формування 1 електронного пучка, систему 2 високочастотного групування пучка, систему 3 перетворення енергії електронного пучка в енергію ЕМ коливань основної частоти, додаткові вихідні системи 4 та 5, які настроєні на різні частоти вищих гармонік підсилюваного сигналу, колектор 6 пучка. При цьому всі елементи розділені трубками дрейфу 7, а додаткові вихідні резонансні системи 4 та 5 приєднані до трубки дрейфу 7, яка розташована між системою 3 та колектором 6, у місці, що відповідає максимуму модуляції згаданих вищи х гармонік. Не зменшуючи спільності розглянемо принцип дії таких ВЧ джерел на прикладі використання підсилюючих клістронів (фіг 2Б). Електронний пучок 8 попадає у вхідний резонатор 2а системи 2 під дією зовнішнього ЕМ поля модулюється за швидкістю. Далі проходячи крізь групуючи резонатори 2б, 2в, 2г системи 2, що розділені трубками дрейфу 7 пучок формується за густістю (див. фі г. 2 А та 3), забезпечуючи високі рівні досягнення максимальної густості пучка за першою гармонікою. Далі пучок попадає у систему 3 (вихідний резонатор, що настроєний на основну частоту), де забезпечується перетворення енергії пучка в енергію електромагнітних коливань основної частоти. В результаті взаємодії модульованого пучка зі згустками кінцевої фазової довжини та гальмуючого ЕМ поля основної частоти великої амплітуди в основній вихідній резонансній системі 3 відбувається перемодуляція пучка (див. також фіг. 2А та 3) на вищі гармоніки струму (крива 2, фіг. 2А), так що встановлення в області максимуму густості стр уму др угої гармоніки струму додаткової резонансної системи 4 (резонатора, що настроєний на цю частоту) забезпечує ефективн у генерацію ЕМ полів цієї частоти. Експериментальна перевірка ефекту перемодуляції на вищі гармоніки у вихідній резонансній системі основної частоти здійснювалась на базі потужного підсилюючого клістрону типу «Аврора», шляхом включення в його конструкцію ідентичного основному вихідному резонатору додаткового вихідного резонатора 4, (фіг 4), який розміщується між основним вихідним резонатором 3 та колектором 6 з наступним заміром та порівнянням рівня гармонік ВЧ сигналів в основному 3 та додатковому 4 ви хідних резонаторах. Було встановлено, що навіть у випадку неоптимізованих пролітних просторів між ними рівень високочастотного сигналу другої гармоніки в додатковому резонаторі 4 (крива 2, фіг. 5) перевищує значення цієї величини для основного високочастотного виходу (крива 1, фіг. 5) більш ніж на 25 Дб. Повномасштабна перевірка об'єкту винаходу здійснювалась на основі числового моделювання динаміки пучка та генерації електромагнітних коливань в потужному підсилювальному клістроні типу PV 3050 з включенням в його конструкцію додаткового вихідного резонатора на другу гармоніку. Була використана програма "Арсенал", на основі якої було проведено числове моделювання базового зразку одночастотного клістрону PV 3050 і результати розрахунків якої по 2 38911 вністю адекватні отриманим експериментальним даним. Результати, отримані на основі цих розрахунків по динаміці пучка (див. фіг. 2 , 3) показують, що встановлення на оптимізованій довжині пролітного простору, між вихідним резонатором основної частоти та колектором, вихідного резонатора, який настроєний на частоту другої гармоніки забезпечує одночасну синфазну генерацію електромагнітних коливань основної частоти та другої гармоніки на рівнях 37 та 10 MW, відповідно. При цьому відбувається збільшення ККД клістрона більш ніж на 15%, тому що для генерації полів другої гармоніки підсилюваного сигналу використовується енергія пучка яка у випадку одночастотного підсилювача поглиналась колектором. Розрахунки також показують, що і у вихідному резонаторі, який настроєний на другу гармоніку відбувається перемодуляція потоку на більш високі частоти, так що встановлення після нього додаткового вихідного резонатора на третю гармоніку забезпечує одночасну генерацію електромагнітних коливань на цій частоті з рівнем до 3 MW для даного клістрона. Таким чином, джерело високочастотної потужності дозволяє одночасно отримувати електромагнітні коливання на різних частотах з більш високою амплітудне- фазово-частотною стабільністю сигналу, більш високим ККД та зменшеннями вагогабаритними характеристиками в порівнянні з комплексами, що використовують відокремлені НВЧ джерела. Джерела інформації. 1. Сайбель А.Г. Основи радіолокації. Вид. "Советское радіо", 1961. - С. 77. 2. L. Serafini, "Beam Dynamics in RF Guns and Emittance Correction Techniques". NIM, A(340), 1994. - Р. 40. 3. Авт. свід. СРСР № 1259880, Н01J25/10, 1986. Фіг. 1 Фіг. 2 3 38911 Фіг. 3 Фіг. 4 4 38911 Фіг. 5 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюThe transmission type high frequency feed source
Автори англійськоюDovbnia Anatolii Mykolaiovych, Sandalov Oleksandr Mykolaiovych, Tur Yuriy Dmytrovych
Назва патенту російськоюИсточник высокочастотного питания пролетного типа
Автори російськоюДовбня Анатолий Николаевич, Сандалов Александр Николаевич, Тур Юрий Дмитриевич
МПК / Мітки
МПК: H01J 25/00
Мітки: джерело, високочастотного, живлення, пролітного, типу
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/5-38911-dzherelo-visokochastotnogo-zhivlennya-prolitnogo-tipu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Джерело високочастотного живлення пролітного типу</a>
Попередній патент: Спосіб для одержання тонкодисперсних систем та пристрій для його здійснення
Наступний патент: Спосіб профілактики та лікування фетоплацентарної недостатності у вагітних жінок з внутрішньоматковою загибеллю плода в анамнезі
Випадковий патент: Спосіб лікування нейрогенної дисфункції сечового міхура у дітей з інфекцією сечовивідної системи