Исследование и разработка широкополосных многолучевых клистронов с выходной средней мощностью более 10 кВт и низковольтным управлением на пространственно-развитых резонаторах в средней части сантиметрового диапазона длин волн

• Автор: Юнаков, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Фрязино
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Оглавление
ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ РАЗЛИЧ НЫХ ТИПОВ РЕЗОНАТОРОВ

1.1 Основные проблемы разработки мощных широкополосных

МЛ К, РАБОТАЮЩИХ В СРЕДНЕЙ ЧАСТИ САНТИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН.

1.2 Исследование резонаторов линейного типа.

1.3 Сравнение параметров различных типов резонаторов

1.4 Исследование резонаторних систем на высших видах

КОЛЕБАНИЙ С МНОГОЛУЧЕВЫМИ ПРОЛЕТНЫМИ ТРУБАМИ.

1.4.1 Исследование параметров резонаторов на высших видах колебаний

1.4.2 Исследование параметров клистронов с резонаторами на высших видах колебаний.
1.5 Выводы по главе 1.
2 ИССЛЕДОВАНИЕ И СОЗДАНИЕ БАЗОВОЙ КОНСТРУКЦИИ КЛИСТРОНА С АКТИВНЫМИ РЕЗОНАТОРАМИ С РАБОЧИМ ТИПОМ КОЛЕБАНИЙ Н,.
2.1 Выбор диаметра пролетной трубы в активных резоаторах ТИЛАН2о.
2.2 Исследование выходных систем клистрона с активными
РЕЗОНАТОРАМИ С РАБОЧИМ ТИПОМ КОЛЕБАНИЙ Н1
2.2.1 Четырехсвязная выходная система.
2.3 Уменьшение неравномерности поля во входном и выходном резонаторах на втором виде колебаний
2.4 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ДВУХЗАЗОРНОГО ВЫХОДНОГО РЕЗОНАТОРА В МЛК С ВЫХОДНОЙ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ КВТ.
3.1 Исследования токооседания на центральной перемычке
ВЫХОДНОГО ДВУХЗАЗОРНОГО РЕЗОНАТОРА.
3.2 Исследование видов колебаний в двухзазорном выходном
РЕЗОНАТОРЕ.
3.2.1 Исследование видов колебаний в не нагруженных двухзазорных резонаторах.
3.2.2 Исследование способов нагрузки двухзазорных резонаторов.
3.2.3 Исследование видов колебаний в нагруженных двухзазорных резонаторах различных конструкций с большим диаметром пролетной трубы
3.2.4 Результаты теоретических исследований двухзазорного резонатора.
3.3 Экспериментальные исследования макетных образцов клистронов с двухзазорным выходным резонатором.
3.4 Выводы по главе 3.
4 РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ ШИРОКОПОЛОСНЫХ МНОГОЛУЧЕВЫХ КЛИСТРОНОВ, ВЫПОЛНЕННЫХ НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОСТРАНСТВЕННОРАЗВИТЫХ РЕЗОНАТОРНЫХ СИСТЕМ
4.1 Основные параметры клистронов, разработанных с использованием проведенных исследований
4.2 Конструкция и основные узлы созданных клистронов
4.2.1 Резонаторная система, ввод и вывод энергии
4.2.2 Коллектор клистрона.
4.2.3 Электронная пушка.
4.3 Проблемы обеспечения электрической прочности мощных многолучевых клистронов.
4.4 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Таким образом, при работе МЛК на основном виде колебаний в средней части сантиметрового диапазона длин волн появляются ограничения, связанные с максимальным диаметром пролетных труб [2]. В связи с этим в средней части сантиметрового диапазона длин волн возникает необходимость в использовании пространственно-развитых резонаторов. Термин пространственно-развитые резонаторы используется достаточно давно. К таким резонаторам следует относить резонаторы, развитые в поперечном относительно электронного луча направлении: резонаторы кольцевого типа, резонаторы на высших видах колебаний (кольцевого и тороидального типов) и резонаторы, впервые предложенные для использования с ленточными пучками, так называемые резонаторы линейного типа, а также резонаторы, развитые в продольном относительно электронного луча направлении: многозазорные (в частности, двухзазорные) резонаторы. К пространсвенно-развитым резонаторам также- можно отнести, резонаторы с увеличенной вдоль направления распространения электронного потока областью взаимодействия. Проведенные исследования данных резонаторов, а также использование многолучевых конструкций; приборов позволило создать генераторы с выходной-импульсной-мощностью 0-0 кВт в средней части сантиметрового диапазона [,- ] . Применение пространственно-развитых резонаторов, развитых В; поперечном-, относительно электронного луча направлении, позволяет располагать электронные; лучи; на большем друг от друга расстоянии. Благодаря более благоприятным условиям теплорассеяния, имеющим место при неплотном, расположении электронных пучков; МЛК на-пространсгвенно-развитых резонаторах, развитых в поперечном относительно^ электронного луча направлении позволяют увеличивать, выходную' импульсную^ и; среднюю мощность, по- сравнению с МЛК На-1 основном' виде колебаний. Еще; одно достоинство, которое также обусловлено неплотным; расположением пучков, заключается: в возможности обеспечения большой: сходимости пучков в парциальных пушках, что позволяет “разгрузить” катоды. Как следствие, это повышает долговечность прибора. Применение пространственно-развитых резонаторов, в качестве активных резонаторов клистронов известно. Уже в г. С.А. Зусмановского была выполнена НИР по- созданию 6-ти лучевого мощного клистрона на кольцевых резонаторах. В' году под руководством С. В; Королева был разработан клистрон* содержащий резонаторы на высшем виде колебаний. В каждом резонаторе1 было расположено по две многолучевые пролетные трубы. Позднее клистроны на* пространственно-развитых резонаторах разрабатывались также на предприятиях “Исток”, “Торий”, “Светлана” и др. Эти клистроны имеют среднюю выходную мощность порядка 1-2 кВт []. Тории” был разработан ряд мощных клистронов с использованием кольцевых резонаторов. В работе [] представлены результаты разработки импульсного широкополосного и низковольтного усилительного клистрона 3-х сантиметрового диапазона длин волн. Данный прибор представляет собой конструкцию, в которой в единой вакуумной оболочке объединено два парциальных клистрона. Входные и выходные резонаторы каждого парциального клистрона в этой конструкции попарно связаны между собой и соединены с единым входом и выходом энергии, а промежуточные резонаторы группирователей работают только со своим клистроном без какой либо связи с соседним каналом. Использование данной конструкции позволило обеспечить выходные параметры (Рвых. НМГ1=кВт, Af=5%) при относительно низком напряжении катода: 6,5-7 кВ. Известно также о разработке клистрона в 3-х сантиметровом диапазоне длин волн с уровнем выходной импульсной мощности порядка кВт в полосе рабочих частот 5% []. Предполагалось, что в данном клистроне будут использованы кольцевые резонаторы. Работа [] посвящена исследованию возможности создания мощных и сверхмощных клистронов. В работе рассматривается проект клистрона с выходной мощностью 0 кВт в непрерывном или квазинепрерывном режиме на частоте 2, ГГц. В предлагаемой конструкции многолучевого многопотокового клистрона содержится 8 параллельно расположенных пролетных труб, каждая из которых является многолучевой и содержит 8 электронных лучей.