ГЕНЕРАТОР СВЧ

Полезная модель относится к технике СВЧ, конкретно, к приборам СВЧ (генераторам, усилителям) резонансного типа.
Известен генератор СВЧ резонансного типа, например, триод и клистрон, содержащий устройство формирования сгруппированного электронного пучка, выходной резонатор, устройство вывода мощности коаксиального или волноводного типа, внешнюю линию и нагрузку. (И.В.Лебедев. Техника и приборы СВЧ. Т.2. «Высшая школа». М. 1972.)
Кпд генератора зависит от коэффициента связи выходного резонатора генератора с внешней линией и до определенных пределов возрастает с его увеличением. Увеличение коэффициента связи для вывода коаксиального типа осуществляется путем увеличения площади петли при индуктивной или кондуктивной связи, путем увеличения емкости связи при емкостной связи; для вывода волноводного типа - путем увеличения площади отверстия связи в диафрагме связи. Однако увеличение таким способом коэффициента связи приводит к искажению поля в выходном резонаторе генератора, что ограничивает повышение кпд.
Задачей полезной модели является повышение кпд генератора СВЧ за счет усовершенствования его конструкции.
Поставленная задача решается заявленным генератором СВЧ, который, как и известный, содержит устройство формирования сгруппированного электронного пучка, выходной резонатор, устройство вывода мощности, внешнюю линию и нагрузку.
В отличие от известного новый генератор СВЧ дополнительно содержит проходной резонатор, частота которого совпадает с частотой выходного резонатора. Проходной резонатор через устройства ввода и вывода мощности соединен соответственно с устройством вывода мощности генератора и внешней линией. Устройство ввода мощности в проходной резонатор совмещено с устройством вывода мощности из резонатора генератора.
Проходной резонатор может быть выполнен в виде отрезка волновода, например, прямоугольного, ограниченного с двух сторон устройствами ввода и вывода СВЧ мощности волноводного или коаксиального типа, например, для волноводного типа - диафрагмами с отверстиями связи.
Наличие проходного резонатора увеличивает связь генератора с внешней линией без искажения поля в выходном резонаторе генератора, поскольку размеры устройства вывода мощности генератора не изменяются.
На представленной фигуре приведена схема заявленной полезной модели в виде триодного генератора СВЧ.
Этот генератор содержит устройство формирования сгруппированного электронного пучка, состоящее из триода 1 и катодно - сеточного резонатора 2, выходной анодно-сеточный резонатор 3, устройство вывода мощности генератора волноводного типа, выполненное в виде диафрагмы 4 с отверстием связи 5, проходной резонатор 6, устройство вывода мощности проходного резонатора волноводного типа, выполненное в виде диафрагмы 7 с отверстием связи 8, внешнюю линию 9 и нагрузку 10.
Проходной резонатор 6 выполнен в виде отрезка волновода, ограниченного диафрагмами 4 и 7, и связан с выходным резонатором 3 отверстием связи 5 в диафрагме 4 и с внешней линией 9 отверстием связи 8 в диафрагме 7.
Устройство вывода мощности генератора совмещено с устройством ввода мощности проходного резонатора и выполнено в виде диафрагмы 4 с отверстием связи 5.
Генератор СВЧ работает следующим образом. Сгруппированный электронный пучок, сформированный триодом 1 и катодно-сеточным резонатором 2, поступает в выходной анодно-сеточный резонатор 3, наводит в нем электромагнитные колебания и в резонаторе 3 запасается СВЧ энергия. Запасенная СВЧ энергия выводится из резонатора 3 через отверстие связи 5 в диафрагме 4 в проходной резонатор 6, а из него через отверстие 8 диафрагмы 7 во внешнюю линию 9 и далее в нагрузку 10.
СВЧ мощность, проходящая через отверстие связи 5, пропорциональна произведению амплитуд волн слева и справа от него, т.е. амплитуд волн в выходном резонаторе 3 и проходном резонаторе 6. В режиме генерации в проходном резонаторе 6 устанавливается стоячая волна и запасается СВЧ энергия, поэтому амплитуда волны в нем повышена по сравнению с бегущим режимом во внешней линии в известном генераторе СВЧ. За счет повышения амплитуды волны вблизи отверстия связи 5 уровень проходящей мощности через него увеличивается и превышает уровень СВЧ мощности, проходящей через такое же отверстие связи при том же уровне запасенной энергии в выходном резонаторе в известном генераторе СВЧ.
Таким образом, использование проходного резонатора для вывода СВЧ энергии в генераторе СВЧ позволяет увеличить коэффициент связи выходного резонатора с внешней линией без увеличения размеров устройства вывода мощности генератора, и, следовательно, повысить кпд генератора СВЧ.