лампа бегущей волны
Классы МПК: | H01J25/34 лампы бегущей волны (ЛБВ); лампы, в которых бегущая волна возбуждается в пространственно разнесенных зазорах |
Автор(ы): | Кудряшов В.П., Сивяков Б.К., Яковлева И.Б. |
Патентообладатель(и): | Саратовский государственный технический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-05-21 публикация патента:
20.10.1995 |
Использование: в электронике сверхвысоких частот и может быть применено для создания усилителей с повышенной фазовой стабильностью, применяемых в доплеровской радиолокации. Сущность изобретения: устройство позволяет осуществить глубокую компенсацию фазовой чувствительности в режиме насыщения мощности выходного сигнала. Это достигается включением перед усилительной секцией, работающей в режиме подавления сигнала, секции компенсации, параметры которой удовлетворяют определенным условиям. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
ЛАМПА БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ, содержащая перед усилительной секцией секцию компенсации, отличающаяся тем, что параметры секции компенсации удовлетворяют условиям![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046442/2046442-7t.gif)
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046442/2046442-8t.gif)
q < 2,2,
где vф фазовая скорость электромагнитной волны;
z длина секции;
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046442/2046442-9t.gif)
параметр пространственного заряда;
v0 скорость электронного потока;
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046442/2046442-10t.gif)
параметр усиления;
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046442/2046442-11t.gif)
электронное волновое число;
I0 ток пучка;
Z сопротивление связи;
V0 ускоряющее напряжение;
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046042/969.gif)
P коэффициент депрессии;
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046042/969.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к электронике сверхвысоких частот (СВЧ), а более конкретно, к лампам бегущей волны (ЛБВ), и может быть использовано для создания усилителей с повышенной фазовой стабильностью, применяемых в доплеровской радиолокации. Известно устройство двухкаскадный усилитель, в котором в качестве первого каскада используется ЛБВ-подавитель, а в качестве второго ЛБВ-усилитель. Обе ЛБВ имеют общий источник питания замедляющей системы. Недостатком данного устройства являются его значительные массогабаритные параметры. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству, выбранным за прототип, является двухсекционная ЛБВ, секции которой соединены по СВЧ-сигналу, и в первой секции (компенсации) фазовая скорость электромагнитной волны соответствует режиму подавления сигнала, а во второй режиму его усиления. Недостатком известного устройства является отсутствие среди характеризующих его признаков указаний на оптимальные параметры секций, необходимые для достижения глубокой компенсации фазовой чувствительности. Признаки прототипа: наличие двух секций и выбор режима подавления сигнала в первой секции недостаточны для достижения указанного эффекта. Например, при реализации режима глубокого подавления поля сигнала на выходе первой секции секции компенсации, когда поле имеет аномальную фазовую характеристику с положительной фазовой чувствительностью, достаточной по величине для компенсации отрицательной фазовой чувствительности в усилительной секции, желаемой компенсации чувствительности выходного сигнала ЛБВ нет. Поскольку обе секции связаны по электронному потоку, то причина происходящего состоит в одновременном возбуждении усилительной секции полем сигнала, имеющим нужную положительную фазовую чувствительность, и током электронного потока с отрицательной фазовой чувствительностью, поэтому в силу малости амплитуды поля в режиме глубокого подавления на выходе секции компенсации чувствительности не наблюдается (см. фиг.1). При осуществлении изобретения может быть достигнута глубокая компенсация фазовой чувствительности ЛБВ в режиме насыщения мощности выходного сигнала к изменению напряжения на замедляющей системе. Для этого в лампе бегущей волны, содержащей перед усилительной секцией секцию компенсации, в которой фазовая скорость электромагнитной волны соответствует режиму подавления сигнала, параметры секции компенсации удовлетворяют условиям:vф
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046442/2046442t.gif)
(1)
z=0,75
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046442/2046442-2t.gif)
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046442/2046442-3t.gif)
(2)
q < 2,2, (3) где vф фазовая скорость электромагнитной волны;
z длина секции;
q=P
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046442/2046442-4t.gif)
v0 скорость электронного потока;
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046027/949.gif)
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046442/2046442-5t.gif)
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046038/946.gif)
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046442/2046442-6t.gif)
I0 ток пучка;
Z сопротивление связи;
V0 ускоряющее напряжение;
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046042/969.gif)
Р коэффициент депрессии;
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046042/969.gif)
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046027/949.gif)
Для достижения глубокой компенсации фазовой чувствительности к изменению напряжения на замедляющей системе в режиме насыщения мощности выходного сигнала лампа бегущей волны перед усилительной секцией 1 содержит секцию 2 компенсации, параметры которой удовлетворяют условиям (1)-(3). На фиг.2 представлены полученные в результате численного моделирования с помощью программ САПР "SIGNAL" кривые изменения фазовых чувствительностей поля fF и тока fI, коэффициента усиления Кус и амплитуды тока I вдоль длины для прибора с фазовой чувствительностью fF=0,4 град/% на длине насыщения мощности выходного сигнала. При этом мощность входного сигнала Рвх 29,9 мВт, параметр затухания d 0, а параметры секций компенсации и усиления соответственно равны vф1 26,7x x106 м/c; Z1 53 мм (безразмерная длина Y1 1,46); q1 1,36; vф2 19,6
![лампа бегущей волны, патент № 2046442](/images/patents/426/2046001/729.gif)
Класс H01J25/34 лампы бегущей волны (ЛБВ); лампы, в которых бегущая волна возбуждается в пространственно разнесенных зазорах