[go: up one dir, main page]

RU2548014C2 - Microwave generator without electric power supply - Google Patents

Microwave generator without electric power supply Download PDF

Info

Publication number
RU2548014C2
RU2548014C2 RU2010149015/07A RU2010149015A RU2548014C2 RU 2548014 C2 RU2548014 C2 RU 2548014C2 RU 2010149015/07 A RU2010149015/07 A RU 2010149015/07A RU 2010149015 A RU2010149015 A RU 2010149015A RU 2548014 C2 RU2548014 C2 RU 2548014C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microwave
voltage
anode
cathode
microwave generator
Prior art date
Application number
RU2010149015/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010149015A (en
Inventor
Евгений Федорович Кондратьев
Владимир Владимирович Федотов
Original Assignee
ФГОУ ВПО Российский государственный университет им. И. Канта
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФГОУ ВПО Российский государственный университет им. И. Канта filed Critical ФГОУ ВПО Российский государственный университет им. И. Канта
Priority to RU2010149015/07A priority Critical patent/RU2548014C2/en
Publication of RU2010149015A publication Critical patent/RU2010149015A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2548014C2 publication Critical patent/RU2548014C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Microwave Tubes (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to physics and particularly to generation of microwave radiation, and can be used to design microwave generators. A magnetron is fitted with an additional microwave converter for generating dc voltage and an electron source is made of beta-radioactive material. The dc voltage between the anode - cavity system - and the cathode - cylindrical electron source - is generated by converting part of the energy from an energy output system using a microwave rectifier.
EFFECT: absence of external power sources.
3 dwg

Description

Техническое решение относится к области физики, в частности к технике генерации сверхвысокочастотного излучения, и может быть использовано для разработки генераторов сверхвысокочастотного излучения.The technical solution relates to the field of physics, in particular to the technique of generating microwave radiation, and can be used to develop generators of microwave radiation.

Известен «Сверхвысокочастотный генератор магнетронного типа» по патенту РФ №2334302, МПК H01J 25/55, заявл. 09.10.2008, опубл. 20.09.2008. Сверхвысокочастотный генератор магнетронного типа содержит цилиндрический вакуумированный корпус с размещенной в нем системой формирования продольного магнитного поля. Внутри системы коаксиально размещены катод и охватывающий его анод в виде резонатора, связанного со средством для вывода СВЧ-излучения. Сверхвысокочастотный генератор магнетронного типа содержит также внешние источники питания (источник питания анодного напряжения, источник питания накала, источник питания электромагнитов).The well-known "Microwave type magnetron type generator" according to the patent of the Russian Federation No. 2334302, IPC H01J 25/55, decl. 10/09/2008, publ. 09/20/2008. The microwave frequency generator of the magnetron type contains a cylindrical evacuated housing with a longitudinal magnetic field forming system disposed therein. A cathode and an anode surrounding it are coaxially placed inside the system in the form of a resonator coupled to a means for outputting microwave radiation. The microwave magnetron type generator also contains external power sources (anode voltage power source, glow power source, electromagnet power source).

Наличие внешних источников питания следует, на наш взгляд, отнести к недостаткам известного устройства.The presence of external power sources should, in our opinion, be attributed to the disadvantages of the known device.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому устройству является сверхвысокочастотный генератор в виде цилиндрического многорезонаторного магнетрона, который описан в справочнике «Приборы для неразрушающего контроля материалов» под редакцией В.В. Клюева, в 2-х кн.-М.: Машиностроение, 1976, 391 с. (прототип описан в кн. 1, на стр.256-257).The closest technical solution to the proposed device is a microwave generator in the form of a cylindrical multi-resonator magnetron, which is described in the directory "Devices for non-destructive testing of materials" edited by V.V. Klyuev, in the 2nd book of Moscow: Mashinostroenie, 1976, 391 p. (the prototype is described in the book. 1, on pages 256-257).

Известный сверхвысокочастотный генератор содержит постоянный магнит, источник электронов (подогреваемый накалом катод), систему резонаторов, являющуюся анодом, блок питания, вырабатывающий анодное напряжение и напряжение накала, а также систему вывода энергии.The known microwave generator contains a permanent magnet, an electron source (heated cathode), a resonator system that is an anode, a power supply unit that generates anode voltage and filament voltage, as well as an energy output system.

К недостаткам прототипа также можно отнести необходимость наличия внешних источников питания: анодно-катодного напряжения и напряжения накала.The disadvantages of the prototype also include the need for external power sources: anode-cathode voltage and voltage.

Задачей предлагаемого изобретения является создание сверхвысокочастотного генератора, которому не требуются внешние источники питания.The objective of the invention is the creation of a microwave generator that does not require external power sources.

Поставленная задача достигается за счет введения в конструкцию магнетрона устройства преобразования СВЧ-колебаний в постоянное напряжение и выполнения источника электронов из бета-радиоактивного материала. При этом постоянное напряжение между анодом (системой резонаторов) и катодом (цилиндрическим источником электронов) создают путем преобразования части энергии от системы вывода энергии с помощью устройства преобразования.The problem is achieved by introducing into the magnetron design a device for converting microwave oscillations to constant voltage and performing an electron source from beta-radioactive material. In this case, a constant voltage between the anode (system of resonators) and the cathode (cylindrical source of electrons) is created by converting part of the energy from the energy output system using the conversion device.

Сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where

на фиг.1 схематично изображен генератор СВЧ без электропитания (генератор электромагнитных колебаний диапазона СВЧ), вид сверху;figure 1 schematically shows a microwave generator without power (generator of electromagnetic waves in the microwave range), top view;

на фиг.2 показан генератор СВЧ без электропитания в аксонометрии;figure 2 shows a microwave generator without power in a perspective view;

на фиг.3 изображена блок-схема генератора СВЧ.figure 3 shows a block diagram of a microwave generator.

Генератор СВЧ без электропитания содержит катод 1, выполненный в виде стержня, из бета-радиоактивного материала. Катод 1 является источником электронов и размещен внутри цилиндрического анода, который выполнен в виде системы резонаторов 2, представляющих собой полости цилиндрической формы. Система резонаторов 2 связана с пространством взаимодействия 3 посредством щелей 4. СВЧ-энергия из системы резонаторов поступает в нагрузку посредством системы вывода 5. Генератор СВЧ без электропитания включает также преобразователь 6 СВЧ-колебаний в постоянное напряжение, использующий часть энергии от системы вывода 5.The microwave generator without power supply contains a cathode 1, made in the form of a rod, made of beta-radioactive material. The cathode 1 is an electron source and is placed inside a cylindrical anode, which is made in the form of a system of resonators 2, which are cylindrical cavities. The resonator system 2 is connected with the interaction space 3 by means of slots 4. Microwave energy from the resonator system is supplied to the load via the output system 5. The microwave generator without power supply also includes a microwave voltage to voltage converter 6 that uses some of the energy from the output system 5.

Работа генератора СВЧ без электропитания осуществляется следующим образом.The operation of the microwave generator without power is as follows.

Электроны движутся в ортогональном магнитном поле B (фиг.2) от катода 1 (бета-радиоактивного источника), к системе резонаторов 2. В пространстве взаимодействия 3 возникают пульсации границы облака пространственного заряда (фиг.1), которое в установившемся режиме достигает системы резонаторов 2, связанных с пространством взаимодействия 3 посредством щелей 4. В резонаторах 2 возникают сверхвысокочастотные колебания, которые через систему вывода 5 в виде СВЧ-энергии поступают, например, в коаксиальную линию, нагруженную на антенну, а часть энергии (фиг.3) используется преобразователем 6 СВЧ для создания постоянного напряжения между анодом (системой резонаторов 2) и катодом 1 (цилиндрическим источником электронов) генератора СВЧ 7 (магнетрона).Electrons move in an orthogonal magnetic field B (Fig. 2) from the cathode 1 (beta-radioactive source), to the system of resonators 2. In the interaction space 3, pulsations of the boundary of the space-charge cloud arise (Fig. 1), which in steady state reaches the resonator system 2 associated with the interaction space 3 by means of slots 4. In the resonators 2, microwave oscillations occur, which through the output system 5 in the form of microwave energy enter, for example, a coaxial line loaded on the antenna, and part of the energy (3) uses microwave transmitter 6 to generate a DC voltage between the anode (2 resonators system) and one cathode (cylindrical electron source) 7 Microwave generator (magnetron).

Преимуществом предлагаемого решения является отсутствие внешних электрических источников питания накала (низкого напряжения) и анодного высоковольтного напряжения.The advantage of the proposed solution is the lack of external electrical power sources of incandescent (low voltage) and anode high voltage.

Источники информацииInformation sources

1. Патент №2334302 C2 РФ, МКИ H01J 25/55. Сверхвысокочастотный генератор магнетронного типа / Дубинов А.Е., Птицын Б.Г., Селемир В.Д., Шилин К.С.; заявлено 09.10.2006; опубл. 20.09.2008.1. Patent No. 2334302 C2 of the Russian Federation, MKI H01J 25/55. Microwave type magnetron type generator / Dubinov A.E., Ptitsyn B.G., Selemir V.D., Shilin K.S .; claimed 10/09/2006; publ. 09/20/2008.

2. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник в 2-х кн. под редакцией В.В.Клюева, кн. 1. - М.: Машиностроение, 1976, 391 с., с.201.2. Devices for non-destructive testing of materials and products. Reference book in 2 books. edited by V.V. Klyuyev, Prince 1. - M .: Mechanical Engineering, 1976, 391 p., P. 2018.

Claims (1)

Генератор СВЧ без электропитания, содержащий постоянный магнит, источник электронов (катод), систему резонаторов, являющуюся анодом, и систему вывода энергии, отличающийся тем, что магнетрон оснащен дополнительным устройством преобразования СВЧ-колебаний в постоянное напряжение между анодом и катодом путем преобразования части энергии от системы вывода, а источник электронов выполнен из бета-радиоактивного материала. A microwave generator without power supply, containing a permanent magnet, an electron source (cathode), a resonator system that is an anode, and an energy output system, characterized in that the magnetron is equipped with an additional device for converting microwave oscillations to a constant voltage between the anode and cathode by converting part of the energy from output systems, and the electron source is made of beta-radioactive material.
RU2010149015/07A 2010-11-30 2010-11-30 Microwave generator without electric power supply RU2548014C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010149015/07A RU2548014C2 (en) 2010-11-30 2010-11-30 Microwave generator without electric power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010149015/07A RU2548014C2 (en) 2010-11-30 2010-11-30 Microwave generator without electric power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010149015A RU2010149015A (en) 2012-06-10
RU2548014C2 true RU2548014C2 (en) 2015-04-10

Family

ID=46679524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010149015/07A RU2548014C2 (en) 2010-11-30 2010-11-30 Microwave generator without electric power supply

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2548014C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740207C1 (en) * 2019-10-31 2021-01-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) Radioactive isotope source of alternating current

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2014664C1 (en) * 1991-07-02 1994-06-15 Особое конструкторское бюро при Саратовском заводе "Тантал" Coaxial magnetron
RU2295137C1 (en) * 2005-09-09 2007-03-10 Наталья Федоровна Попова Converter of microwave frequency power and a transforming element for it

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2014664C1 (en) * 1991-07-02 1994-06-15 Особое конструкторское бюро при Саратовском заводе "Тантал" Coaxial magnetron
RU2295137C1 (en) * 2005-09-09 2007-03-10 Наталья Федоровна Попова Converter of microwave frequency power and a transforming element for it

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Приборы для неразрушающего контроля материалов, под редакцией В.В. Клюева В.В. , в 2-х кн.Москва, Машиностроение, 1976, в кн. 1, стр.256-257. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740207C1 (en) * 2019-10-31 2021-01-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) Radioactive isotope source of alternating current

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010149015A (en) 2012-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Glyavin et al. Terahertz gyrotrons: State of the art and prospects
Kim et al. Review of high-power pulsed systems at the Institute of High Current Electronics
Mumtaz et al. Output-power enhancement of vircator based on second virtual cathode formed by wall charge on a dielectric reflector
Mumtaz et al. A novel approach to form second virtual cathode by installing a floating zone plate inside the drift tube
Konoplev et al. High-current oversized annular electron beam formation for high-power microwave research
RU2548014C2 (en) Microwave generator without electric power supply
US8203224B2 (en) Power generator
Kishko et al. Low-voltage cyclotron resonance maser
Ivanov et al. A resonance switch employing an explosive-emission cathode for high-power rf pulse compressors
Yang et al. Numerical simulation study and preliminary experiments of a coaxial vircator with radial dual-cavity premodulation
Nagao et al. High‐power microwave generation by double‐anode virtual cathode oscillator
US9369057B1 (en) Apparatus having a vacuum chamber configured to convert electromagnetic waves to electricity
Dubinov et al. PIC simulation of the high-power microwave radiation in a radial-type reflex triode with a converging magnetized electron beam
JP2021064573A (en) Virtual cathode oscillator tube and electromagnetic wave generation method using the virtual cathode oscillator tube
Selemir et al. A hybrid microwave generator based on a vircator-TWT (Virtode) system
Jun-Tao et al. A new low-impedance high power microwave source
Hoff et al. Three-dimensional simulations of magnetic priming of a relativistic magnetron
Yin et al. Study of a coaxial vircator with a three-mirror quasi-optical resonant cavity
Shivabhagya et al. Development of Advanced Vircator and its Experimental Results
Fuks et al. Impact of spent electrons on BWO operation
Bashmakov et al. RF photogun and Cherenkov decelerating system for a high power radiation source in sub-mm region
RU2760284C1 (en) X-ray source with cyclotron autoresonance
Chumachenko FREE ELECTRICITY FROM ELECTROMAGNETIC SPACE (FROM HERMETIC PHILOSOPHY & NIKOLA TESLA)
Andrianov et al. Magnetron-Based Compact Accelerator Prototype Development
Manheimer et al. Electron and ion noise in microwave tubes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161201