RU2185001C1

RU2185001C1 - Inverted traveling-wave tube

Info

Publication number: RU2185001C1
Application number: RU2000132437A
Authority: RU
Inventors: В.И. Переводчиков; Э.Д. Шлифер
Original assignee: Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И.Ленина"
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-10

Abstract

FIELD: vacuum and plasma electronics; microwave amplifiers and oscillators for electronic equipment and process plants. SUBSTANCE: tube has coaxial transit-time channel and slow-wave system contiguous with the latter on side cylindrical surface and made in the form of circuit of cavities closed in azimuth, each one being electrodynamically coupled with transit-time channel via annular gap; at least one microwave absorber is placed in one of cavities. Tube is provided with cylindrical section of evacuated envelope made of nonmagnetic electricity conducting material; this envelope accommodates coaxially mounted slow-wave system; transit-time channel is formed by coaxial internal surface of envelope and external side surface of slow-wave system provided with annular gaps; internal side surface of slow-wave system is shorted out and microwave absorber is placed in cavity on side of internal shorted-out surface of slow-wave system and/or on side of its external side surface with annular gaps. Circuit of slow-wave system cavities closed in azimuth is made in the form of sequentially alternating disks and bushings rigidly fixed on central rod with rim provided on periphery of each disk; end surfaces of adjacent rims are separated by clearances. Central rod has axial cooling channel. High-power devices built around these tubes can operate in EHF band without impairing their stability, service life, and reliability of heat and power loaded components. EFFECT: enhanced medium and pulse power of short-wave tubes, reduced size and mass. 8 cl, 7 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области вакуумной и плазменной электроники. В более узком приложении заявляемый объект относится к усилительным и генераторным приборам сверхвысоких частот (СВЧ) 0-типа. В конкретном идеологическом и конструктивном построении заявляемый объект относится к лампам бегущей волны (ЛБВ), используемым в радиоэлектронном оборудовании и технологических установках. The present invention relates to the field of vacuum and plasma electronics. In a narrower application, the claimed object relates to amplification and generator devices of superhigh frequencies (microwave) 0-type. In a specific ideological and constructive construction, the claimed object relates to traveling wave lamps (TWT) used in electronic equipment and technological installations.

Известны и описаны в общедоступной технической литературе конструкции ЛБВ, использующие замедляющие системы (ЗС) типа "цепочки связанных резонаторов" (далее ЦСР). ЗС ЦСР применяются во многих отечественных и зарубежных, как правило, мощных ЛБВ (см., например, Дж. Мендел "Лампы бегущей волны со спиралью и со связанными резонаторами" в сб. Мощные электровакуумные приборы СВЧ, "Мир", М. - 1974, с. 9-32 - [1]). Известно также использование ЗС ЦСР в отечественных плазменных ЛБВ (см., например, Л.А.Митин, В.И.Переводчиков и др. "Мощные широкополосные пучково-плазменные усилители и генераторы СВЧ". Физика плазмы, 1994, т.20, 7-8, с.733-746 - [2]). TWT designs are known and described in the publicly available technical literature using slow-wave systems (ZS) of the type “coupled resonator chains” (hereinafter referred to as CSR). ZS TSSR are applied in many domestic and foreign, as a rule, powerful TWT (see, for example, J. Mendel "Traveling wave tubes with a spiral and with coupled resonators" in the collection Powerful microwave electric devices, "Mir", M. - 1974 , pp. 9-32 - [1]). It is also known the use of CS CSR in domestic plasma TWTs (see, for example, L. A. Mitin, V. I. Perevodchikov and others. “Powerful broadband beam-plasma amplifiers and microwave generators.” Plasma Physics, 1994, v.20, 7-8, p. 733-746 - [2]).

В любом из известных построений ЛБВ (вакуумном и плазменном) каждый из резонаторов, составляющих ЦСР, представляет собой отрезок радиальной линии передачи, разомкнутой на внутреннем радиусе ЗС и короткозамкнутой на внешнем. При этом разомкнутые концы всей совокупности резонаторов, размещенных вдоль оси ЗС, образуют боковую цилиндрическую поверхность пространства взаимодействия (пролетного канала), представляющего собой последовательность труб дрейфа, расположенных на общей оси и отделенных одна от другой кольцевыми зазорами. Указанное пространство взаимодействия (пролетный канал) при описанном традиционном построении ЗС ЦСР расположено с внутренней стороны ЗС, т. е. охватывается замедляющей системой (в частности, трубами дрейфа и кольцевыми зазорами между ними). Соответственно, и инжектируемый вдоль оси ЗС электронный поток находится внутри ЗС, "охватывается" ею и в идеализированном представлении имеет форму луча круглого поперечного сечения с диаметром, несколько меньшим диаметра пролетного канала. И в вакуумной [1], и в плазменной [2] ЛБВ фокусировка и транспортировка указанного электронного потока осуществляется, как и во всех приборах О-типа, в продольном магнитном поле. In any of the known TWT constructions (vacuum and plasma), each of the resonators constituting the DSS is a segment of the radial transmission line open on the inner radius of the ZS and short-circuited on the outside. In this case, the open ends of the entire set of resonators located along the ZS axis form a lateral cylindrical surface of the interaction space (passage channel), which is a sequence of drift pipes located on a common axis and separated from each other by annular gaps. The indicated interaction space (passage channel) in the traditional construction of the CS of the CSR described above is located on the inside of the CS, i.e. it is covered by a retardation system (in particular, drift pipes and annular gaps between them). Accordingly, the electron flow injected along the ZS axis is located inside the ZS, is “covered” by it, and in an idealized representation has the shape of a beam of circular cross section with a diameter slightly smaller than the diameter of the passage channel. Both in the vacuum [1] and plasma [2] TWTs, the focusing and transportation of the indicated electron beam is carried out, as in all O-type devices, in a longitudinal magnetic field.

Продвижение мощных ЛБВ с традиционной конструкцией ЗС ЦСР в коротковолновый участок диапазона и/или достижение повышенных уровней средней мощности встречает ряд трудностей, в числе которых значительная часть обусловлена увеличением токовых и тепловых нагрузок на электроды, необходимостью формирования относительно плотных электронных пучков, их инжекции и транспортировки в пролетном канале, обеспечения электрической прочности зазоров при повышенных напряженностях электрических полей и др. The promotion of powerful TWTs with the traditional design of the CSR CS in the short-wave section of the range and / or the achievement of elevated average power levels meets a number of difficulties, including a significant part due to the increase in current and thermal loads on the electrodes, the need to form relatively dense electron beams, inject them and transport them to span channel, ensuring the electric strength of the gaps with increased electric field strengths, etc.

Указанные трудности могли бы быть если не преодолены, то отодвинуты на более далекую ступень, если бы удалось найти технические решения, позволяющие существенно увеличить поперечные размеры пространства взаимодействия, развить поверхности электродов, воспринимающие тепловые нагрузки и электронную бомбардировку. В СВЧ-приборах М-типа подобная задача была успешно решена созданием обращенно-коаксиальных магнетронов - ОКМ (см., например, Шлифер Э. Д. "Расчет и проектирование коаксиальных и обращенно-коаксиальных магнетронов", М., МЭИ, 1991, с. 167 - [3]), тогда как в ЛБВ О-типа такая задача, насколько нам известно, не решалась и даже не ставилась. Предлагаемое нами устройство по базовой идеологии и по терминологической аналогии будем называть "обращенная лампа бегущей волны (ОЛБВ)". При этом следует подчеркнуть, что кроме терминологической общности ("обращенная") каких-либо иных общих конструктивных признаков устройства между заявляемой ЛБВ и ОКМ не имеется. Поэтому прямых аналогов заявляемого объекта не существует. Тем не менее в качестве "прототипа" нами принято общеизвестное устройство, схематично показанное в [1] на фиг.14, стр. 20. These difficulties could be, if not overcome, then moved to a further step, if we could find technical solutions that significantly increase the transverse dimensions of the interaction space, develop electrode surfaces that are sensitive to thermal loads and electronic bombardment. In M-type microwave devices, a similar problem was successfully solved by creating reversed-coaxial magnetrons - OKM (see, for example, Schlifer E. D. "Calculation and design of coaxial and reversed-coaxial magnetrons", M., MPEI, 1991, p. . 167 - [3]), while in the O-type TWT such a task, as far as we know, was not solved and was not even posed. The device that we propose will be called, according to the basic ideology and terminological analogy, “a reversed traveling wave lamp (OLBV)”. It should be emphasized that in addition to the terminological community (“reversed”), there are no other general structural features of the device between the claimed TWT and OKM. Therefore, direct analogues of the claimed object does not exist. Nevertheless, as a "prototype" we adopted a well-known device, schematically shown in [1] in Fig.14, p. 20.

В ЛБВ-прототипе используется ЗС ЦСР, содержащая последовательность азимутально замкнутых резонаторов, расположенных друг за другом на общей продольной оси. Каждый резонатор представляет собой отрезок короткозамкнутой на периферии радиальной линии передачи. Короткое замыкание обеспечено единой для всех резонаторов металлической трубой, являющейся одновременно вакуумноплотной оболочкой, а сами радиальные линии передачи образованы металлическими диафрагмами, перпендикулярными оси ЗС. В диафрагмах выполнены окна межрезонаторной связи и "ступицы" с центральным круглым отверстием. Указанные ступицы с отверстием образуют полые трубки дрейфа, между соседними торцами которых имеются зазоры. Именно эти зазоры и обеспечивают разомкнутость отрезков радиальных линий на их входном конце, снабженном упомянутыми выше ступицами - трубками дрейфа. Осевая последовательность трубок дрейфа и зазоров между их торцами образует в целом центральный пролетный канал ЛБВ-прототипа. In the TWT prototype, the ZS CSR is used, containing a sequence of azimuthally closed resonators located one after the other on a common longitudinal axis. Each resonator represents a segment of a short-circuited radial transmission line at the periphery. A short circuit is ensured by a single metal pipe for all resonators, which is simultaneously a vacuum tight shell, and the radial transmission lines themselves are formed by metal diaphragms perpendicular to the ZS axis. In the diaphragms, windows of interresonator coupling and a “hub” with a central round hole are made. These hubs with a hole form hollow drift tubes between which there are gaps between adjacent ends. It is these gaps that ensure the openness of segments of radial lines at their input end, equipped with the hubs mentioned above - drift tubes. The axial sequence of drift tubes and the gaps between their ends forms, on the whole, the central passage channel of the TWT prototype.

Электронный поток, инжектируемый в пролетный канал имеет в поперечном сечении круглую форму, т.е. представляет собой тонкий осесимметричный луч. Резюмируя отмеченные признаки, подчеркнем, что короткозамкнутые стенки резонаторов располагаются на периферии (на внешнем радиусе) ЗС, а разомкнутые концы резонаторов и пролетный канал в целом - на внутреннем радиусе, т.е. пролетный канал и, соответственно, электронный поток, охватываются замедляющей системой. The electron stream injected into the passage channel has a circular shape in cross section, i.e. represents a thin axisymmetric beam. Summarizing the noted signs, we emphasize that the short-circuited walls of the resonators are located on the periphery (on the outer radius) of the CS, and the open ends of the resonators and the passage channel as a whole are on the inner radius, i.e. the passage channel and, accordingly, the electron beam are covered by a retardation system.

Жесткость конструкции, возможность охлаждения (в т.ч. и жидкостного) развитой наружной поверхности ЗС ЦСР в ЛБВ-прототипе, а также относительная простота подключения входного и выходного СВЧ-трактов и компоновки с инжектором и коллектором электронов - все это очевидные достоинства ЛБВ-прототипа, хотя на фиг.14, стр. 20 [1] перечисленные элементы и узлы не показаны. The rigidity of the structure, the possibility of cooling (including liquid) the developed outer surface of the CS CSR in the TWT prototype, as well as the relative ease of connecting the input and output microwave paths and the arrangement with the injector and electron collector, are all obvious advantages of the TWT prototype , although in FIG. 14, p. 20 [1], the listed elements and assemblies are not shown.

Недостатком прототипа является существенно ограниченная возможность достижения повышенных уровней средней и импульсной мощности в коротковолновых ЛБВ. Это серьезно сдерживает продвижение мощных ЛБВ в коротковолновый участок сантиметрового диапазона, а тем более в миллиметровый диапазон длин волн. The disadvantage of the prototype is the significantly limited ability to achieve increased levels of average and pulse power in short-wave TWT. This seriously hinders the promotion of powerful TWTs in the short-wave section of the centimeter range, and even more so in the millimeter wavelength range.

Указанный недостаток, как отмечалось в начале настоящего описания, обусловлен неизбежным при таком продвижении уменьшением поперечных размеров ЗС ЦСР и, в частности, диаметра пролетного канала (внутреннего диаметра трубок дрейфа и, соответственно, диаметра инжектированного в пространство взаимодействия электронного пучка), увеличением тепловых и токовых нагрузок и т.п. The indicated drawback, as was noted at the beginning of the present description, is caused by the inevitable decrease in the transverse dimensions of the CSR CSR and, in particular, the diameter of the passage channel (the inner diameter of the drift tubes and, accordingly, the diameter of the electron beam injected into the interaction space), as well as increase in thermal and current loads, etc.

Кроме того, с уменьшением внешнего диаметра ЗС ЦСР уменьшается механическая жесткость конструкции и на различных этапах технологического маршрута могут возникать (и возникают) прогибы ЛБВ, что нарушает прямолинейность пролетного канала и приводит к утрате требуемых электродинамических характеристик ЗС, а также к ухудшению электрических параметров прибора в целом. In addition, with a decrease in the external diameter of the ZS CSR, the mechanical rigidity of the structure decreases and at different stages of the technological route TWT deflections can occur (and occur), which violates the straightness of the passage channel and leads to a loss of the required electrodynamic characteristics of the ZS, as well as to a deterioration in the electrical parameters of the device whole.

Если ради увеличения жесткости конструкции увеличивать наружный диаметр ЗС прототипа, то сопутствующими результатами явятся ухудшение массогабаритных характеристик магнитофокусирующей системы и дополнительные трудности получения необходимой топографии фокусирующего магнитного поля в пролетном канале малого диаметра. If, for the sake of increasing the rigidity of the structure, the outer diameter of the prototype CS is increased, then the accompanying results will be a deterioration in the overall dimensions of the magnetofocusing system and additional difficulties in obtaining the necessary topography of the focusing magnetic field in the passage channel of small diameter.

Обобщенной задачей предлагаемого технического решения является обеспечение конструктивной возможности повышения средней и импульсной мощности коротковолновых ЛБВ и продвижение мощных приборов этого класса в диапазон миллиметровых волн. The generalized objective of the proposed technical solution is to provide a constructive opportunity to increase the average and pulsed power of short-wave TWTs and to promote powerful devices of this class in the range of millimeter waves.

Частной целью в русле выше сформулированной задачи является создание конструкции ЗС ЦСР, обеспечивающей разгруженность электродов, увеличенные сечения пролетного канала и пучка без утраты достоинств, присущих традиционному построению ЗС ЦСР и ЛБВ в целом. A particular goal in line with the above formulated problem is to create the design of the CSR CSR, providing unloaded electrodes, enlarged sections of the passage channel and the beam without losing the advantages inherent in the traditional construction of the CSR CSR and TWT as a whole.

Идеология построения вакуумной или плазменной ЛБВ, отвечающей указанной цели, предусматривает вынесение пролетного канала и, соответственно, электронного потока за периферию ЗС. The ideology of constructing a vacuum or plasma TWT that meets the specified goal involves the removal of the span channel and, accordingly, the electron flux beyond the periphery of the GL.

Технические результаты, которые могут быть получены при осуществлении предлагаемого устройства, заключаются:
а) в достижении повышенных энергетических характеристик без утраты стойкости, ресурса и надежности тепло- и электронагруженных элементов прибора;
б) в достижении улучшенных массогабаритных показателей прибора в целом.Technical results that can be obtained by implementing the proposed device are:
a) to achieve improved energy characteristics without loss of durability, resource and reliability of heat and electric loaded elements of the device;
b) in achieving improved overall dimensions of the device.

Указанные технические результаты и цели изобретения достигаются тем, что в обращенной лампе бегущей волны (ОЛБВ), содержащей соосные пролетный канал и граничащую с ним по боковой цилиндрической поверхности замедляющую систему в виде цепочки азимутально замкнутых резонаторов, каждый из которых электродинамически связан с пролетным каналом посредством кольцевого зазора, а по меньшей мере в одном из резонаторов размещен сверхвысокочастотный (СВЧ) поглотитель, лампа снабжена выполненным из электропроводного немагнитного материала цилиндрическим участком вакуумноплотной оболочки, в которой соосно размещена замедляющая система, при этом пролетный канал сформирован коаксиальными внутренней поверхностью оболочки и выполненной с кольцевыми зазорами внешней боковой поверхностью замедляющей системы, внутренняя боковая поверхность которой выполнена короткозамкнутой, а СВЧ-поглотитель размещен в резонаторе со стороны внутренней короткозамкнутой поверхности замедляющей системы и/или со стороны ее внешней боковой поверхности с кольцевыми зазорами. The indicated technical results and objectives of the invention are achieved by the fact that in a reversed traveling wave lamp (OLBV) containing a coaxial span channel and a slowing-down system adjacent to it along a cylindrical surface in the form of a chain of azimuthally closed resonators, each of which is electrodynamically connected to the span channel through an annular the gap, and in at least one of the resonators there is a microwave (microwave) absorber, the lamp is equipped with a cylindrical material made of an electrically conductive non-magnetic material the dorsal section of the vacuum tight shell in which the slowdown system is coaxially placed, the passage channel being formed by the coaxial inner surface of the shell and the outer lateral surface of the slowdown system made with annular gaps, the inner side surface of which is made short-circuited, and the microwave absorber is placed in the resonator from the side of the internal short-circuited the surface of the retarding system and / or from the side of its outer side surface with annular gaps.

Предусмотрено, что цепочка азимутально замкнутых резонаторов замедляющей системы выполнена в виде последовательно чередующихся шайб и втулок, которые жестко закреплены на центральном стержне, а на периферии каждой шайбы выполнен обод, при этом торцевые поверхности соседних ободов разделены зазором. It is envisaged that the chain of azimuthally closed resonators of the retarding system is made in the form of sequentially alternating washers and bushings that are rigidly fixed to the central rod, and a rim is made on the periphery of each washer, while the end surfaces of adjacent rims are separated by a gap.

Предусмотрено, что СВЧ-поглотитель, размещенный в резонаторе со стороны короткозамкнутой поверхности замедляющей системы, выполнен в виде покрытия на внешней цилиндрической поверхности втулки. It is envisaged that the microwave absorber located in the resonator from the side of the short-circuited surface of the retarding system is made in the form of a coating on the outer cylindrical surface of the sleeve.

Предусмотрено, что СВЧ-поглотитель, размещенный в резонаторе со стороны внешней боковой поверхности замедляющей системы с кольцевыми зазорами, выполнен в виде кольца из СВЧ-поглощающего материала, которое прилегает своей наружной боковой поверхностью к соседним ободам, а торцевыми поверхностями - к соседним шайбам. It is envisaged that a microwave absorber placed in the resonator from the side of the external side surface of the retarding system with annular gaps is made in the form of a ring of microwave absorbing material, which adjoins its outer side surface to adjacent rims and the end surfaces to adjacent washers.

Предусмотрено, что наружный диаметр и/или осевая длина по меньшей мере одной из втулок выбраны неравными наружному диаметру и/или длине соседней. It is envisaged that the outer diameter and / or axial length of at least one of the bushings are chosen to be unequal to the outer diameter and / or adjacent length.

Предусмотрено также, что по меньшей мере одна из шайб выполнена с меняющейся вдоль ее радиуса толщиной. It is also envisaged that at least one of the washers is made with a thickness varying along its radius.

Предусмотрено, что противолежащие торцевые поверхности по меньшей мере двух соседних ободов выполнены профилированными. It is provided that the opposite end surfaces of at least two adjacent rims are profiled.

Предусмотрено также, что центральный стержень выполнен с осевым каналом охлаждения. It is also envisaged that the central rod is made with an axial cooling channel.

Сопоставительный анализ предлагаемой конструкции обращенной ЛБВ с уровнем техники и отсутствие описания аналогичного технического решения в известных источниках информации позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого устройства критерию "новизна". Заявляемое устройство характеризуется совокупностью признаков, проявляющих новые качества, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень". A comparative analysis of the proposed design of the reversed TWT with the prior art and the lack of a description of a similar technical solution in known sources of information allows us to conclude that the proposed device meets the criterion of "novelty." The inventive device is characterized by a combination of features exhibiting new qualities, which allows us to conclude that the criterion of "inventive step".

На фиг.1 схематично показано в продольном разрезе устройство ОЛБВ. Figure 1 schematically shows in longitudinal section a device OLVV.

На фиг.2 показано поперечное сечение ОЛБВ по А-А на фиг.1. Figure 2 shows the cross-section of the OLVA along AA in figure 1.

На фиг. 3 схематично показан фрагмент замедляющей системы со ступенчато меняющимися толщинами шайб. In FIG. Figure 3 schematically shows a fragment of a retarding system with stepwise varying thicknesses of washers.

На фиг.4 показан фрагмент с плавно меняющимися толщинами шайб и с СВЧ-поглотительным кольцом. Figure 4 shows a fragment with smoothly varying thicknesses of the washers and with a microwave absorption ring.

На фиг.5 показано разрезное СВЧ-поглотительное кольцо. Figure 5 shows a split microwave absorption ring.

На фиг. 6, 7 показаны примеры исполнения ободов с профилированными (неплоскопараллельными) торцами (кольцевых зазоров с изменяющейся вдоль радиуса шириной). In FIG. Figures 6 and 7 show examples of rims with profiled (non-parallel) ends (ring gaps with a width that varies along the radius).

На фиг.1 в продольном разрезе, а на фиг.2 - в поперечном сечении схематично представлена обращенная ЛБВ в исполнении, реализующем идеологию построения заявляемого объекта, без детализации узлов и устройств, не являющихся предметом изобретения в настоящей заявке. Figure 1 is a longitudinal section, and figure 2 is a cross-sectional view schematically showing the reversed TWT in a design that implements the ideology of constructing the claimed object, without detailing the nodes and devices that are not the subject of the invention in this application.

Замедляющая система 1, как целое, представляет собой "цепочку связанных резонаторов". Каждый азимутально замкнутый резонатор 2, в свою очередь, образован короткозамкнутым на одном конце и разомкнутым на другом отрезком радиальной линии передачи. В изображенном на фиг.1 устройстве эти резонаторы 2 (отрезки радиальной линии передачи) составлены из металлических (например, медных) шайб 3, дистанцированных одна от другой вдоль общей продольной оси ОЛБВ посредством металлических же втулок 4, контактирующих торцами с плоскостями шайб 3, тем самым реализуется короткое замыкание шайб 3 и втулок 4 на требуемом диаметре d_вн. И шайбы 3, и втулки 4 нанизаны на единый стержень 5 и жестко соединены с ним (например, припаяны к нему), образуя монолитную последовательность. На периферии шайб 3 выполнены соосно охватывающие шайбы обода 6. На фиг.1 они показаны в виде отдельных колец, припаянных к шайбам 3 по внутренней цилиндрической поверхности ободов. Это не является принципиальным. Каждая шайба 3 с ободом 6 может быть изготовлена (выточена) зацело, из единой заготовки. Это может обеспечить повышенную точность расположения шайб 3, упростить сборку и отчасти избежать изготовления и использования сложной технологической оснастки. Исполнение же, представленное на фиг.1, позволяет использовать листовой материал для шайбы 3 и трубу-заготовку для ободов 6.The retardation system 1, as a whole, is a "chain of coupled resonators." Each azimuthally closed resonator 2, in turn, is formed by short-circuited at one end and open at the other segment of the radial transmission line. In the device shown in FIG. 1, these resonators 2 (segments of the radial transmission line) are composed of metal (for example, copper) washers 3 spaced from one another along the common longitudinal axis of the OLBV by means of metal sleeves 4 contacting the ends with the planes of the washers 3, the short circuit of washers 3 and bushings 4 at the required diameter d _ext is realized. And the washers 3 and bushings 4 are strung on a single rod 5 and rigidly connected to it (for example, soldered to it), forming a monolithic sequence. On the periphery of the washers 3, coaxially covering the washers of the rim 6 are made. In FIG. 1, they are shown as separate rings soldered to the washers 3 along the inner cylindrical surface of the rims. This is not fundamental. Each washer 3 with a rim 6 can be made (turned) integrally, from a single workpiece. This can provide increased accuracy of the location of the washers 3, simplify the assembly and partially avoid the manufacture and use of complex technological equipment. The design presented in figure 1, allows the use of sheet material for the washer 3 and the pipe blank for the rims 6.

В любом случае между торцами соседних ободов 6 имеется кольцевой зазор 7, величина которого l_заз может выбираться проектировщиком. Таким образом, резонаторы 2 в виде отрезков радиальных линий передачи имеют короткозамкнутый конец на внутреннем радиусе, что определяется диаметром d_вн короткозамыкающих втулок 4, и разомкнутый конец на наружном радиусе, что определяется наличием зазоров 7 между торцами соседних ободов 6, имеющих наружный диаметр d_нар.In any case, between the ends of adjacent rims 6 there is an annular gap 7, the value of which l _laz can be chosen by the designer. Thus, resonators 2 in the form of segments of the radial transmission lines have a shorted end on the inner radius that is determined by the diameter d _ext short-circuiting sleeves 4 and open end at the outer radius, as determined by the presence of the gaps 7 between the ends of adjacent rim 6 having an outer diameter d _nar .

Отметим, что в предлагаемом построении замедляющей системы 1 управление ее электродинамическими параметрами, в частности дисперсионной характеристикой, легко может быть осуществлено при настройке системы (до пайки) постановкой втулок 4 различного диаметра d_вн, т.е. изменением длины радиальной линии передачи, образующей резонатор 2.Note that in the proposed construction of the retarding system 1, control of its electrodynamic parameters, in particular, the dispersion characteristic, can easily be achieved by tuning the system (before soldering) by setting bushings 4 of different diameters d _int , i.e. changing the length of the radial transmission line forming the resonator 2.

Определенная свобода в управлении дисперсионной характеристикой обусловлена также возможностью постановки втулок 4 с различной длиной (l_вт), а также ободов 6 с различной шириной t_oб (и то, и другое позволяет изменять величину зазора 7 - l_заз). Кроме того, шайбы могут иметь меняющуюся (монотонно и/или скачкообразно) толщину t_ш, в т.ч. переменную толщину t_ш вдоль радиуса шайбы 3.A certain freedom in the dispersion characteristics is due to control also the possibility of setting sleeves 4 with different lengths (l _Mo), and the rim 6 with different widths t _Ob (the one and the other allows to modify the value of the gap 7 - l _ZAZ). In addition, the washers may have a varying (monotonous and / or spasmodic) thickness t _w , incl. variable thickness t _W along the radius of the washer 3.

Примеры реализации указанных возможностей показаны отдельно на фиг.3, 4, а на фиг.1, чтобы не усложнять чертежа, все шайбы 3, их обода 6 и короткозамыкающие втулки 4 и, соответственно, зазоры 7 изображены одинаковыми во всех резонаторах 2, по крайней мере не содержащих СВЧ-поглотителей 8, 9. СВЧ-поглотители 8, 9 в предложенном устройстве (фиг.1) показаны в двух различных исполнениях, которые могут использоваться в резонаторах 2 автономно, т.е. порознь, и в сочетании (одновременно). Они служат традиционной цели (предотвращению самовозбуждения ЛБВ) и, как обычно, располагаются в средней по длине части замедляющей системы (в нескольких резонаторах 2). На фиг.1 СВЧ-поглотители 8 и 9 показаны расположенными в одном и том же резонаторе 2 только для наглядности. Не противореча идее изобретения и ее конструктивному воплощению, СВЧ-поглотитель 8 может быть использован в некоторой части резонаторов 2 автономно, в другой части резонаторов 2 автономно может быть использован СВЧ-поглотитель 9, а еще в некоторой части резонаторов 2 могут быть использованы оба СВЧ-поглотителя 8, 9. Заметим, что, также не противореча идее изобретения, в обращенной ЛБВ может быть использован только один вид СВЧ-поглотителя (т. е. либо только позиция 8, либо только позиция 9). Рассмотрим сначала более детально СВЧ-поглотитель 8. Он представляет собой покрытие на наружной цилиндрической поверхности короткозамыкающей втулки 4, образующее проводящий слой, но обладающий высоким активным сопротивлением. Поскольку на короткозамкнутом конце резонатора 2 (т.е. у втулки 4) СВЧ-токи, как и тангенциальная составляющая СВЧ-магнитного поля, максимальны, постольку вносимые потери в указанном слое также максимальны. Конкретная реализация такого СВЧ-поглотителя 8 может быть осуществлена, например, в виде нанесенного и спеченного на поверхности втулки 4 слоя из композиционного материала, известного под названием "Альсифер" (алюминий, силиций, железо) и традиционно используемого в замедляющих системах типа цепочки связанных резонаторов и в ряде других СВЧ-резонансных устройств. Examples of the implementation of these capabilities are shown separately in FIGS. 3, 4, and in FIG. 1, so as not to complicate the drawing, all washers 3, their rim 6 and short-circuit bushings 4 and, correspondingly, the gaps 7 are shown the same in all resonators 2, at least least not containing microwave absorbers 8, 9. The microwave absorbers 8, 9 in the proposed device (Fig. 1) are shown in two different versions that can be used in the resonators 2 autonomously, i.e. separately, and in combination (at the same time). They serve a traditional purpose (preventing TWT self-excitation) and, as usual, are located in the middle part of the slowing-down system (in several resonators 2). In Fig. 1, microwave absorbers 8 and 9 are shown arranged in the same resonator 2 for illustrative purposes only. Without contradicting the idea of the invention and its structural embodiment, the microwave absorber 8 can be used autonomously in some part of the resonators 2, the microwave absorber 9 can be used autonomously in the other part of the resonators 2, and both microwave frequencies can be used in some part of the resonators 2 absorber 8, 9. Note that, without contradicting the idea of the invention, in the reversed TWT only one type of microwave absorber can be used (that is, either only position 8 or only position 9). First, we consider in more detail the microwave absorber 8. It is a coating on the outer cylindrical surface of the short-circuiting sleeve 4, forming a conductive layer, but with a high active resistance. Since the microwave currents, as well as the tangential component of the microwave magnetic field, are maximum at the short-circuited end of resonator 2 (i.e., at sleeve 4), the insertion loss in this layer is also maximum. A specific implementation of such a microwave absorber 8 can be carried out, for example, in the form of a layer deposited and sintered on the surface of the sleeve 4 of a composite material known as Alsifer (aluminum, silicon, iron) and traditionally used in delay systems like a chain of coupled resonators and a number of other microwave resonant devices.

СВЧ-поглотитель 9 представляет собой монолитное тело из СВЧ-поглощающего материала, например из кремнеграфита или кермета с весьма низкой проводимостью и высокими СВЧ-потерями. Такими известными материалами являются, например, графитированная путем пропитки пористая керамика или известный тип кермета КТ-30, содержащий двуокись титана. Большие диэлектрические потери при низкой электропроводности в СВЧ-диапазоне обуславливают целесообразность размещения СВЧ-поглотителя 9 вблизи разомкнутых концов резонаторов 2, т.е. в области максимальной напряженности электрической составляющей СВЧ-электромагнитного поля. СВЧ-поглотитель 9 согласно фиг. 1, 2 выполнен в виде кольца, которое по наружной цилиндрической поверхности охвачено соседними ободами 6, а по торцам зафиксировано между плоскостями соседних шайб 3. На фиг.1, 2 СВЧ-поглотитель 9 показан в виде сплошного кольца. Однако оно может быть выполнено разрезным, как отдельно показано на фиг.5, или вообще составленным из отдельных сегментов (за очевидностью не показано). Эти технические решения не являются принципиальными, но могут оказаться полезными при использовании для шайб 3 и ободов 6 материалов с различными коэффициентами теплового расширения, при задании полей допусков на посадочные размеры с учетом возможных температурных режимов (при сборке, пайке и остывании, при работе прибора в целом в условиях воздействия различных тепловых факторов, в том числе низких и высоких температур окружающей среды). Небольшой, экспериментально и/или расчетно выбранный зазор 10 позволяет сохранять требуемую посадку кольцевого СВЧ-поглотителя 9 и предотвращает разрушение его при сборке и изменениях температуры самого поглотителя и сопрягаемых элементов. The microwave absorber 9 is a monolithic body of microwave absorbing material, for example, silica graphite or cermet with very low conductivity and high microwave losses. Such known materials are, for example, impregnated graphite by porous ceramic or the known type of cermet KT-30 containing titanium dioxide. Large dielectric losses at low electrical conductivity in the microwave range determine the advisability of placing the microwave absorber 9 near the open ends of the resonators 2, i.e. in the field of maximum electric component of the microwave electromagnetic field. The microwave absorber 9 of FIG. 1, 2 is made in the form of a ring, which is surrounded by adjacent rims 6 on the outer cylindrical surface and fixed at the ends between the planes of adjacent washers 3. In Figs. 1, 2, the microwave absorber 9 is shown as a solid ring. However, it can be made split, as separately shown in figure 5, or generally composed of separate segments (not shown for obviousness). These technical solutions are not fundamental, but can be useful when using materials with different thermal expansion coefficients for washers 3 and 6 rims, when setting tolerance fields for landing dimensions, taking into account possible temperature conditions (during assembly, soldering and cooling, when the device is operated in Generally, under the influence of various thermal factors, including low and high ambient temperatures). A small, experimentally and / or calculated selected gap 10 allows you to maintain the desired fit of the annular microwave absorber 9 and prevents its destruction during assembly and changes in temperature of the absorber itself and the mating elements.

Возвращаясь к фиг. 1, подчеркнем, что кольцевой зазор 7 между торцами соседних ободов определяет вышеуказанную разомкнутость отрезка радиальной линии передачи (т.е. резонатора 2) на внешнем радиусе замедляющей системы 1, тогда как короткозамкнутый конец, определяемый втулкой 4, расположен на внутреннем радиусе. Чередующиеся вдоль оси замедляющей системы 1 ободы 6 и кольцевые зазоры 7 формируют внутреннюю граничную цилиндрическую поверхность пролетного канала 11. Наружной цилиндрической граничной поверхностью пролетного канала является внутренняя поверхность участка электропроводной, например, металлической трубы 12, выполненной из вакуумно-плотного немагнитного материала. Эта труба 12 расположена соосно с замедляющей системой 1 и является частью общей вакуумной оболочки ОЛБВ. В результате указанного построения замедляющей системы 1 и пространства взаимодействия, последнее образует пролетный канал 11 кольцевого поперечного сечения, что наглядно представлено на фиг. 2 и соответствует возможности инжекции и транспортировки вдоль оси прибора полого или многолучевого электронного потока. Электронная пушка (инжектор) и коллектор на фиг.1 не показаны, как не показаны другие узлы, не являющиеся предметом изобретения. Returning to FIG. 1, we emphasize that the annular gap 7 between the ends of adjacent rims determines the aforementioned openness of a segment of the radial transmission line (i.e., resonator 2) on the external radius of the retarding system 1, while the short-circuited end defined by the sleeve 4 is located on the internal radius. The rims 6 and annular gaps 7 alternating along the axis of the retarding system 1 form the inner boundary cylindrical surface of the passage channel 11. The outer cylindrical boundary surface of the passage channel is the inner surface of the portion of the electrically conductive, for example, metal pipe 12 made of a vacuum-dense non-magnetic material. This pipe 12 is located coaxially with the retardation system 1 and is part of a common vacuum casing OLVV. As a result of the indicated construction of the retarding system 1 and the interaction space, the latter forms a passage channel 11 of an annular cross section, which is clearly shown in FIG. 2 and corresponds to the possibility of injection and transportation along the axis of the device of a hollow or multipath electron beam. The electron gun (injector) and the collector in figure 1 are not shown, as are not shown other nodes that are not the subject of the invention.

В целом для удобства трактовки или наглядности представления устройство ОЛБВ, показанное на фиг.1, 2, может рассматриваться как некий коаксиальный волновод, на центральном проводнике 5 которого размещена замедляющая система 1, а наружный проводник образован участком оболочки (трубой 12). Так или иначе, выбирая тот или иной внутренний диаметр трубы 12, имеется возможность автономно менять размер поперечного сечения пролетного канала 11, не меняя поперечных размеров замедляющей системы 1, чего нельзя осуществить в необращенной конструкции ЛБВ. In general, for the convenience of interpretation or presentation, the OLVV device shown in Figs. 1, 2 can be considered as a kind of coaxial waveguide, on the central conductor 5 of which there is a retardation system 1, and the outer conductor is formed by a section of the sheath (tube 12). One way or another, choosing one or another inner diameter of the pipe 12, it is possible to autonomously change the size of the cross section of the passage channel 11 without changing the transverse dimensions of the retarding system 1, which cannot be done in an untreated TWT design.

Соответственно, в ОЛБВ имеются и большие возможности в выборе геометрических и электрических размеров электронного потока, а в плазменной ОЛБВ - еще и в выборе параметров плазменного "заполнения" пролетного канала 11. Correspondingly, there are great opportunities in the OLBV in choosing the geometric and electrical dimensions of the electron beam, and in the plasma OLBV there are also great opportunities in choosing the parameters of the plasma “filling” of the passage channel 11.

На фиг.1 торцы соседних ободов 6, разделенные кольцевым зазором 7, показаны плоскопараллельными, лежащими в плоскостях, перпендикулярных продольной оси лампы. На фиг.6, 7 показаны фрагментарно иные формы торцов обода 6, которые могут быть востребованы как для управления степенью электродинамической связи резонаторов 2 ЗС 1 с пролетным каналом 11, так и для управления топографией электрического СВЧ-поля в пролетном канале 11 у зазоров 7. В частности, на фиг.6 торцы ободов 6 имеют скругления 13, а на фиг.7 - скосы 14. На этих же фиг. 6, 7 показаны мгновенные картины распределения силовых линий электрического СВЧ-поля. Естественно, что выбор тех или иных конфигураций торцов ободов 6 производится с учетом допустимых или требуемых влияний на электродинамические характеристики замедляющей системы 1 и, в частности, на сопротивление связи, а также с учетом электрической прочности зазоров 7 и тепловой стойкости торцов ободов 6 со округлениями 13 или скосами 14. In Fig. 1, the ends of adjacent rims 6, separated by an annular gap 7, are shown to be plane-parallel, lying in planes perpendicular to the longitudinal axis of the lamp. Figures 6, 7 show fragmentally different forms of the ends of the rim 6, which can be claimed both for controlling the degree of electrodynamic coupling of the resonators 2 of the ЗС 1 with the passage channel 11, and for controlling the topography of the electric microwave field in the passage channel 11 at the gaps 7. In particular, in FIG. 6, the ends of the rims 6 have fillets 13, and in FIG. 7, bevels 14. In the same FIG. 6 and 7 show instantaneous patterns of the distribution of the lines of force of an electric microwave field. Naturally, the choice of various configurations of the ends of the rims 6 is made taking into account the allowable or required effects on the electrodynamic characteristics of the retarding system 1 and, in particular, on the coupling resistance, as well as taking into account the electrical strength of the gaps 7 and the thermal resistance of the ends of the rims 6 with rounding 13 or bevels 14.

Скруглением 13 и скосом 14 не исчерпываются возможные формы торцов ободов 6 и, следовательно, границ кольцевых зазоров 7. В обобщенном виде конструктивное исполнение неплоскопараллельных (профилированных) торцов ободов 6 обуславливает переменную вдоль радиуса ширины обода 6 и, соответственно, ширину зазора 7 (l_заз=l_заз(r)=vаr). Так как в конструкции обращенной ЛБВ, как видно из фиг.1 и 2, пролетный канал 11 расположен на внешнем радиусе замедляющей системы 1 и, соответственно, электронный поток транспортируется в кольцевом канале существенно большего диаметра, чем в обычной ЛБВ, имеющей пролетный канал у внутреннего радиуса замедляющей системы, то, естественно, в обращенной ЛБВ могут быть достигнуты относительно большие токи и повышенные уровни средней и импульсной мощностей. Это означает, что нагрузки электродов лампы (тепловые и токовые) могут быть значительными. Для эффективного охлаждения замедляющей системы 1 в центральном стержне 5, на котором смонтированы шайбы 3 и втулки 4, выполнен канал 15, сообщающийся на входе и выходе с системой проточного жидкостного охлаждения (на фиг.1 не показана). На фиг.1, 2 показаны традиционные для замедляющих систем типа цепочки связанных резонаторов окна связи 16, выполненные в шайбах 3.Rounded bevel 13 and 14 do not exhaust the possible forms of the ends of the rims 6 and, consequently, an annular gap 7. In summary, the design of the surface unevenness (shaped) ends of the rims 6 causes a variable width along the radius of the rim 6 and, respectively, the width of the gap 7 (l _ZAZ = l _sp (r) = var). Since in the design of the reversed TWT, as can be seen from Figs. 1 and 2, the passage channel 11 is located on the external radius of the retarding system 1 and, accordingly, the electron beam is transported in the annular channel of a substantially larger diameter than in a conventional TWT, which has a passage channel at the inner radius of the retarding system, then, naturally, relatively large currents and elevated average and pulse power levels can be achieved in the reversed TWT. This means that the loads of the lamp electrodes (thermal and current) can be significant. For effective cooling of the retarding system 1 in the central shaft 5, on which the washers 3 and bushings 4 are mounted, a channel 15 is made, communicating at the inlet and outlet with a liquid flow cooling system (not shown in FIG. 1). Figure 1, 2 shows the traditional for slowing down systems, such as a chain of coupled resonators, communication windows 16, made in washers 3.

Из числа вневакуумных элементов конструкции обращенной ЛБВ на фиг.1 показаны только магниты 17 и внешний магнитопровод 18, образующие магнитопериодическую фокусирующую систему (МПФС), широко используемую в различных ЛБВ для транспортировки электронного потока вдоль пролетного канала 11. В изображенной на фиг. 1 обращенной ЛБВ магниты 17 представляют собой кольца (например, собранные из сегментов, изготовленных из самарий-кобальтового сплава) с радиальной намагниченностью. Полярность любых двух соседних магнитов 17 различна. Внешний магнитопровод 18 выполнен из магнитомягкого (ферромагнитного) материала, например из низкоуглеродистой стали - Ст10, Ст03ВИ, и имеет вид герметичной трубы, которая в сочетании с трубой 12 обеспечивает жесткость всей конструкции. Кольцевые магниты 17 собраны на переходном установочном кольце 19, которое так же, как и магнитопровод 18, изготовлено из магнитомягкого материала. Кольцо 19 по внутреннему диаметру контактно посажено на трубу 12. В кольцах 19 выполнены отверстия 20, число и форма которых выбирается проектировщиком. Отверстия 20 обеспечивают проток охлаждающей жидкости вдоль всей МПФС. Тем самым осуществлен теплоотвод и от трубы 12, ограничивающей вакуумно-плотно пролетный канал 11, и от магнитов 17. Of the non-vacuum structural elements of the reversed TWT, in Fig. 1, only magnets 17 and an external magnetic circuit 18 are shown, which form a magnetoperiodic focusing system (MPFS), which is widely used in various TWTs for transporting the electron flux along the passage channel 11. In FIG. 1 to the reversed TWT magnets 17 are rings (for example, assembled from segments made of a samarium-cobalt alloy) with radial magnetization. The polarity of any two adjacent magnets 17 is different. The external magnetic circuit 18 is made of soft magnetic (ferromagnetic) material, for example, low-carbon steel - St10, St03VI, and has the form of a sealed pipe, which in combination with the pipe 12 provides rigidity to the entire structure. The ring magnets 17 are assembled on a transitional mounting ring 19, which, like the magnetic core 18, is made of soft magnetic material. The ring 19 is contacted on the pipe 12 in inner diameter. The holes 19 are made in the rings 19, the number and shape of which are chosen by the designer. The holes 20 provide a flow of coolant along the entire MPFS. Thereby, heat removal was carried out both from the pipe 12, which bounds the vacuum tight passage channel 11, and from the magnets 17.

В зависимости от выбранной проектировщиком ЛБВ периодичности в расстановке магнитов 17 вдоль оси внешний магнитопровод 18 может быть собран из соответствующего количества отдельных герметично и жестко стыкуемых секций, что облегчает монтаж. На фиг.1 для простоты секционированное построение МПФС не представлено. Depending on the frequency chosen by the TWT designer in arranging the magnets 17 along the axis, the external magnetic circuit 18 can be assembled from the corresponding number of separate hermetically and rigidly joined sections, which facilitates installation. In Fig. 1, for simplicity, the partitioned construction of MPPS is not presented.

Особенностью МПФС обращенной вакуумной или плазменной ЛБВ в сравнении с МПФС для необращенной (обычной) ЛБВ является не конструкция магнитофокусирующей системы, а улучшенные массогабаритные характеристики. Уменьшение размеров и массы магнитов 17 обусловлено тем, что пролетный канал 11, как подчеркивалось выше, в обращенной ЛБВ расположен на периферии замедляющей системы 1, т.е. в непосредственной близости к магнитам 17, тогда как в обычной ЛБВ пролетный канал находится на внутреннем радиусе, т.е. на удалении от МПФС. Это означает, что для достижения требуемой напряженности фокусирующего магнитного поля в пролетном канале необращенной ЛБВ понадобятся более "сильные" магниты, а в пролетном канале обращенной - более "слабые" (облегченные). A feature of MPPS reverse vacuum or plasma TWT in comparison with MPPS for an inverted (conventional) TWT is not the design of the magnetofocusing system, but improved weight and size characteristics. The decrease in the size and mass of the magnets 17 is due to the fact that the passage channel 11, as emphasized above, in the inverted TWT is located on the periphery of the retardation system 1, i.e. in close proximity to the magnets 17, while in a conventional TWT, the passage channel is on the inner radius, i.e. at a distance from IPFS. This means that in order to achieve the required focusing magnetic field strength in the transit channel of the non-reversed TWT, more “strong” magnets will be needed, and in the transit channel of the inverted TWT, weaker “weaker” (lightweight) magnets are needed.

Следует отметить, что нами сознательно не показаны на фиг.1, 2 варианты отдельных технических решений, не характеризующихся, на наш взгляд, изобретательским уровнем или выходящие за рамки наших притязаний в настоящей заявке. Последнее, в частности, относится к устройству электронной пушки, формирующей полый (трубчатый) или многолучевой поток, к устройству элементов и участков вакуумной оболочки за пределами ЗС 1, к входному и выходному устройствам, электродинамически и конструктивно связанным с замедляющей системой 1, к устройству коллектора, воспринимающего отработавший электронный поток, а также к устройствам генераторов водорода и магнитоэлектроразрядных насосов, входящих традиционно [2] в конструкцию плазменной ЛБВ. В обращенной плазменной ЛБВ система магнитоэлектроразрядного насоса (согласно [2] - система дифференциальной откачки) в зоне электронной пушки, естественно, конструктивно отлична от аналогичной системы необращенной плазменной ЛБВ, однако это находится за рамками совокупности отличительных признаков, которыми мы ограничили заявляемый объект. It should be noted that we deliberately do not show in FIGS. 1, 2 options for individual technical solutions that are not characterized, in our opinion, by the inventive step or are beyond the scope of our claims in this application. The latter, in particular, relates to the device of an electron gun forming a hollow (tubular) or multi-beam flow, to the device of elements and sections of the vacuum shell outside the ZS 1, to the input and output devices, electrodynamically and structurally connected to the retarding system 1, to the collector device perceiving the spent electron stream, as well as to devices of hydrogen generators and magnetoelectric discharge pumps, which are traditionally included [2] in the design of plasma TWT. In a reversed plasma TWT, the magnetoelectric discharge pump system (according to [2] is a differential pumping system) in the zone of the electron gun is naturally structurally different from the similar system of the non-reversed plasma TWT, however, this is beyond the scope of the distinguishing features that we have limited the claimed object.

Предложенное устройство вакуумной или плазменной ОЛБВ работает следующим образом. При включении питающих напряжений и подаче входного СВЧ-сигнала сформированный непоказанной электронной пушкой трубчатый (полый) или многолучевой электронный поток, фокусируемый МПФС, поступает в пространство взаимодействия (в пролетный канал 11), а входной СВЧ-сигнал - в замедляющую систему 1. Во входной части замедляющей системы 1 (на фиг.1 - в цепочке резонаторов 2, расположенных слева от резонаторов 2, содержащих СВЧ-поглотители 8, 9), как и в традиционной (необращенной) ЛБВ, распространяется бегущая электромагнитная волна, фазовая скорость которой V_ф соответствует средней групповой скорости V_гр электронного потока. Группирование электронного потока и усиление входного сигнала происходят так же, как и в необращенной ЛБВ. При этом СВЧ-поглотители 8 и/или 9 выполняют те же функции, что и в необращенной лампе - препятствуют ее самовозбуждению.The proposed device is a vacuum or plasma OLBV works as follows. When the supply voltages are turned on and the input microwave signal is applied, the tube (hollow) or multipath electron beam generated by an unintended electron gun focused by the MPFS enters the interaction space (into the span channel 11), and the input microwave signal enters the slowdown system 1. In the input parts of the slowdown system 1 (in Fig. 1, in a chain of resonators 2 located to the left of the resonators 2 containing microwave absorbers 8, 9), as in the traditional (non-reversed) TWT, a traveling electromagnetic wave propagates, phase velocity otorrhea V _f corresponds to the average group velocity V _c the electron beam. The grouping of the electron beam and the amplification of the input signal occur in the same way as in the untreated TWT. In this case, the microwave absorbers 8 and / or 9 perform the same functions as in an unreversed lamp - they prevent its self-excitation.

В выходной части замедляющей системы 1 (на фиг.1 - в цепочке резонаторов 2, расположенных справа от резонаторов, содержащих СВЧ-поглотители 8, 9) сгруппированный поток эффективно взаимодействует с СВЧ-полями у кольцевых зазоров 7 и, соответственно, нарастает амплитуда сигнала, что обуславливает достижение значительных уровней выходной мощности. In the output part of the slowdown system 1 (in Fig. 1, in the chain of resonators 2 located to the right of the resonators containing microwave absorbers 8, 9), the grouped stream effectively interacts with the microwave fields at the ring gaps 7 and, accordingly, the signal amplitude increases, which leads to the achievement of significant levels of output power.

Отвод тепла от нагревающихся элементов замедляющей системы 1 осуществляется за счет пропускания по каналу 15 в центральном стержне 5 охлаждающей жидкости, подаваемой от внешней системы охлаждения, запускаемой в рабочий режим до подачи на ОЛБВ питающих напряжений. Отвод тепла от трубы 12, магнитов 17 и трубы 18 осуществляется также проточной жидкостью, поток которой прогоняется вдоль всей МПФС сквозь отверстия 20 в кольцах 19. Heat is removed from the heating elements of the retardation system 1 by transmitting through the channel 15 in the central rod 5 a coolant supplied from an external cooling system, which is launched into operation before the voltage is supplied to the OLBV. Heat removal from the pipe 12, magnets 17 and pipe 18 is also carried out by the flowing fluid, the flow of which is driven along the entire MPPS through the holes 20 in the rings 19.

Работа предложенного устройства в "плазменном" режиме в части, относящейся к конструкции заявляемого нами объекта, не отличается от рассмотренной выше. Хотя физические механизмы взаимодействия электронного потока с электромагнитными полями замедляющей системы 1 и процессы в плазмозаполненном пролетном канале 11 имеют свои особенности, и плазменная ЛБВ, как отмечалось выше, содержит ряд нетрадиционных для "вакуумных" ЛБВ узлов (генераторы рабочего газа - водорода, систему дифференциальной откачки), конструкция, представленная в настоящей заявке, равно пригодна для работы и вакуумной, и плазменной ОЛБВ. При этом "обращенное" построение решает проблему продвижения этих приборов в диапазон повышенных уровней мощности и рабочих частот и одновременно позволяет получить улучшенные массогабаритные характеристики, что отвечает сформулированным в настоящей заявке целям и задачам. The work of the proposed device in the "plasma" mode in the part related to the design of the claimed object, does not differ from the above. Although the physical mechanisms of the interaction of the electron beam with the electromagnetic fields of the retarding system 1 and the processes in the plasma-filled passage channel 11 have their own characteristics, and the plasma TWT, as noted above, contains a number of nodes that are not traditional for “vacuum” TWTs (working gas-hydrogen generators, differential pumping system ), the design presented in this application is equally suitable for operation both in vacuum and in plasma OLV. At the same time, the “inverted” construction solves the problem of moving these devices into the range of increased power levels and operating frequencies and at the same time allows to obtain improved weight and size characteristics, which meets the goals and objectives formulated in this application.

Claims

1. Reversed traveling wave lamp (OLBV), containing a coaxial span channel and a slowing-down system adjoining it on a lateral cylindrical surface in the form of a chain of azimuthally closed resonators, each of which is electrodynamically coupled to the span channel by an annular gap, and in at least one a microwave absorber is placed from the resonators, characterized in that the lamp is equipped with a cylindrical section of a vacuum-dense shell made of electrically conductive non-magnetic material, in which the retardation system is coaxially placed, the passage channel being formed by the coaxial inner surface of the shell and the outer lateral surface of the retardation system made with annular gaps, the inner lateral surface of which is made short-circuited and the microwave absorber is placed in the resonator from the side of the inner short-circuited surface of the retardation system and / or from the side of its outer side surface with annular gaps.

2. OLBA according to claim 1, characterized in that the chain of azimuthally closed resonators of the retardation system is made in the form of sequentially alternating washers and bushings that are rigidly fixed to the central rod, and a rim is made on the periphery of each washer, while the end surfaces of adjacent rims are separated by a gap .

3. OLVV according to claim 2, characterized in that the microwave absorber located in the resonator from the side of the short-circuited surface of the retarding system is made in the form of a coating on the outer cylindrical surface of the sleeve.

4. OLVV according to claim 2, characterized in that the microwave absorber located in the resonator from the side of the outer side surface of the retarding system with annular gaps is made in the form of a ring of microwave absorbing material that abuts its outer side surface to adjacent rims, and end surfaces to adjacent washers.

5. OLVV under item 2, or item 3, or item 4, characterized in that the outer diameter and / or axial length of at least one of the bushings are chosen unequal to the outer diameter and / or axial length of the adjacent one.

6. OLVV under item 2, or item 3, or item 4, or item 5, characterized in that at least one of the washers is made with a thickness varying along its radius.

7. OLVV under item 2, or item 3, or item 4, or item 5, or item 6, characterized in that the opposite end surfaces of at least two adjacent rims are profiled.

8. OLVV under item 2, or item 3, or item 4, or item 5, or item 6, or item 7, characterized in that the central rod is made with an axial cooling channel.