Osciladores De Klystron De Duas Cavidades Forex

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um oscilador de klystron do tipo que tem duas cavidades ressonantes centradas em um eixo comum e acopladas uma à outra por um deslocamento de conexão de retorno desse eixo. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Como é bem sabido, um oscilador de klystron do tipo referido inclui eletrodos (isto é, um cátodo e um ânodo) entre os quais um feixe de elétrons atravessa sucessivamente as duas cavidades, passando por um espaço de depósito na cavidade de entrada e depois através Um fosso de coletor na cavidade de saída. O campo elétrico configurado em toda a distância do bunker modula a velocidade dos elétrons do feixe que passam então através de um espaço de deriva para o espaço do coletor, onde as variações de densidade resultantes dão origem a oscilações eletromagnéticas alimentadas de volta ao espaço acumulado. A frequência oscilante é determinada pelas dimensões das duas cavidades ressonantes, mas, em geral, também está sujeita a alguma variação em resposta às mudanças da tensão de polarização d-c através do cátodo emissor de elétrons e do ânodo coletor de elétrons. Esta dependência de tensão da frequência do oscilador é referida na arte como impulso de frequência. A estabilidade de frequência de tal oscilador é uma função da qualidade ou do fator Q da cavidade de saída e também varia geralmente inversamente com o comprimento do espaço de deriva. Para aumentar o fator Q e, assim, para minimizar o efeito de empurrar e o ruído do atendente, já foi proposto acoplar uma outra cavidade ressonante à cavidade de saída ou inserir essa cavidade adicional no caminho de feedback entre as cavidades de entrada e saída . Essas soluções anteriores do problema da estabilização de freqüência, no entanto, complicam muito a estrutura do klystron e aumentam suas dimensões gerais, bem como o seu custo. OBJECTO DA INVENÇÃO O objetivo da presente invenção, portanto, é proporcionar uma estrutura de klystron simplificada projetada para gerar uma freqüência oscilatória estável com baixo ruído. SUMÁRIO DA INVENÇÃO Nós percebemos este objeto, de acordo com a presente invenção, dimensionando assim as cavidades de entrada e saída do klystron que o primeiro ressoa em um modo TM 010 enquanto o último ressoa no modo TM 0n0 onde n é um inteiro maior Do que 1, de preferência igual a 2. De acordo com outra característica da nossa invenção, uma estrutura de klystron particularmente compacta é obtida deixando a cavidade de entrada menor se projetar para a cavidade de saída maior, sendo esta disposição também reduzindo o comprimento do espaço de deriva entre o bunker E os intervalos de colheita, respectivamente, formados entre confrontar as formações reentrantes nessas cavidades. BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO As características acima e outras da nossa invenção serão agora descritas em detalhes com referência ao desenho que a acompanha, cuja única FIGURA mostra, na seção axial, a maior parte de um klystron de duas cavidades que incorpora a nossa melhoria atual. Conforme ilustrado no desenho, um cátodo 1 emite um feixe de elétrons 7 em direção a um ânodo 5 ao longo do eixo comum de duas cavidades cilíndricas 2 e 3. A cavidade de entrada 2, que é ressonante no modo TM 010, é formada por um copo metálico 13 Projetando-se na cavidade de saída 3, sendo este último dimensionado para ressoar no modo TM 020. No seu fundo, a cavidade 2 é delimitada por um disco metálico 14 que suporta um braço interno 11 que enfrenta uma saliência 12 semelhante na extremidade oposta da cavidade 2, estas duas protuberâncias são perfuradas axialmente e que transportam as grades usuais definindo entre elas uma fenda acumuladora 8 Atravessado pelo feixe de elétrons 7. O copo 13 é integral com um invólucro 15 que forma o limite periférico da cavidade 3, sendo este último delimitado por um disco metálico 16 com um ressalto 17 do mesmo diâmetro que o copo 13, mas de menor altura axial. Duas protuberâncias perfuradas axialmente perfuradas 18 e 19 na xícara 13 e no ressalto 17 possuem grades que definem entre elas uma fenda de coletor 9 em linha com o espaço livre 8. A cavidade 3 possui uma porta de saída 10 que emite as oscilações geradas. Entre os intervalos 8 e 9, o feixe de elétrons 7 passa através de um espaço de deriva cilíndrico 6 formado pelas duas saliências 12 e 18 que se estendem o oposto do copo 13. Este espaço de deriva é relativamente curto, na ordem de metade da altura axial da cavidade 3 no Uma forma de realização ilustrada, graças ao facto de a xícara 13 que forma a cavidade 2 projeta com a sua alça 18 mais que a metade da cavidade 3 de modo a localizar a fenda 9 numa região em que o gradiente de campo eléctrico é elevado. As duas cavidades são acopladas uma à outra através de uma abertura de realimentação 4. Com a parede da cavidade de entrada 2 formando parte das duas formações reentrantes 13, 18 e 17, 19 definindo o espaço 9 da cavidade 3, de maneira análoga a Aquela em que as formações 11 e 12 definem o espaço 8 da cavidade 2, obtemos uma estrutura muito compacta para um oscilador de alta freqüência de operação estável. (), 17 de fevereiro de 1959 R. A. LA PLANTE / KLYSTRON OSCILLATOR E MÉTODO DE AJUSTAR MESMO Arquivado 19 de novembro de 1954 INVENTOR. 120012211 LA PLANE AeENI. V O OSCILADOR DE KLYSTRON DE ESTADOS UNIDOS E O MÉTODO DE AJUSTE DO MESMO Roger A. La Plante, Irvington, N. Y., cedente da North American Philips Company, Inc., Nova York, N. Y., corporação da Delaware, 19 de novembro de 1954, número de série 469,960 1. (Cl. 15-53) Esta invenção refere-se a osciladores de klystron e, mais particularmente, a osciladores de klystron do tipo de duas cavidades e a métodos de ajuste do mesmo. Um oscilador de klystron conhecido do tipo de duas cavidades emprega diafragmas flexíveis associados a cada uma das cavidades para ambos, fazendo com que o tubo oscilar no seu ponto ótimo e para ajustar a freqüência das ditas oscilações sobre um intervalo predeterminado. Um diafragma flexível para uma parede de cada cavidade e suporta um lado de cada espaço de interação. O diafragma é mantido em posição por um mecanismo de sintonia. Tubos desse tipo foram encontrados excessivamente intrometidos durante a operação normal. Pesquisas extensas sobre a causa do ruído levaram à conclusão de que a principal fonte de ruído dentro de um oscilador de klystron de duas cavidades é o microfonismo, que se descobriu como derivado do tipo de construção flexível do diafragma. Um dos objectivos da invenção é a provisão de um oscilador de klystron de duas partes sem o tipo convencional de estrutura de diafragma flexível. Um outro objectivo da invenção é um oscilador de klystron do tipo de duas cavidades adaptado para operar a uma frequência fixa. Ainda um outro objectivo da invenção é um método para ajustar um oscilador de klystron de duas cavidades para fazer com que este último oscilar a uma frequência fixa. Outro objecto da invenção é um método para ajustar um oscilador de klystron empregando um mecanismo que pode ser removido do tubo. Estes e outros objectos da invenção serão melhor compreendidos a partir da descrição a seguir. O oscilador de klystron da invenção inclui uma arma de eletron em uma extremidade de um tubo evacuado, um colector na outra extremidade e um par de cavidades ressonantes acopladas dispostas entre elas e através das quais um feixe de elétrons produzido pela arma é projetado. De maneira comum, a primeira cavidade de entrada contém uma abertura de interação que modula o feixe de modo que é modulada ou agrupada em velocidade durante a passagem através de um tubo de deriva subsequentemente disposto. Posteriormente, ele passa pelo intervalo de interação da segunda ou cavidade de saída, que extrai energia do feixe agrupado e entrega-o para um circuito externo. Theklystron do invento caracteriza-se pela ausência de diafragmas flexíveis. A cavidade de entrada é compensada por paredes completamente rígidas e condutoras que impedem qualquer alteração apreciável nas dimensões do gap de interação. Assim, a frequência de ressonância da cavidade de entrada é completamente fixada por suas dimensões predeterminadas. A cavidade de saída, por outro lado, possui uma parede relativamente rígida, sólida, metálica, não apoiada externamente, pelo qual o intervalo de interação pode ser variado, permitindo uma mudança na freqüência de ressonância da segunda cavidade. Pelo termo relativamente rígido, quero dizer que a rigidez desta parede da cavidade de saída, sem suporte externo, é suficientemente grande para evitar qualquer. Mudança apreciável no intervalo de interação de saída devido a vibrações encontradas durante a operação normal para o tubo, mas - é baixo 2,874,327 patenteado em 17 de fevereiro de 1959 2 o suficiente para ser capaz de ser ligeiramente deformado pela aplicação de uma grande força externa. O método de ajuste do tubo de klystron de duas cavidades. De acordo com a invenção é a seguinte. A freqüência de operação do tubo é fixada pela aplicação, que controla as dimensões da cavidade de entrada completamente rígida. Para obter oscilações com um tal tubo, a frequência de ressonância da segunda ou cavidade de saída deve ter um valor predeterminado correlacionado com o da cavidade de entrada. Na fabricação do tubo, é impossível produzir as dimensões exatas exigidas da cavidade de saída, na medida em que nem sequer são conhecidas, o espaço de interação da cavidade de saída é feito de grandes dimensões. Ou seja, é dada dimensões que são pelo menos 10 e, de preferência, cerca de 50 superiores às que provavelmente são necessárias para essa cavidade para uma operação adequada. Por exemplo, para um intervalo de interação requerido de cerca de 0,020 polegadas, o espaço é, de preferência, inicialmente construído com um espaçamento de cerca de 0,30 polegadas. Conforme mencionado acima, uma parede da cavidade de saída, o tom que define o espaço de interação no mesmo, é relativamente rígido, embora construído não do diâmetro flexível e simples, quebre em oscilação em um espaçamento crítico e a potência de saída produzida, assim, aumentando lentamente à medida que o empurrão continuou. Neste ponto, o empurrão foi estendido para um ponto além do limite elástico do material da parede, de modo que uma deformação permanente da parede foi produzida. Ou seja, a força aplicada e o deslocamento obtidos são suficientemente grandes para esticar a parede da cavidade relativamente rígida para além do limite elástico do material da parede e colocá-la permanentemente em uma nova posição. Quando a posição de saída máxima é alcançada, a pressão é liberada e o aparelho de aplicação de pressão removido do tubo. A parede deformada agora está permanentemente ajustada muito perto da posição exata necessária para um ótimo funcionamento. Agora, sempre que o tubo estiver excitado, ele sempre produzirá exatamente o mesmo modo e a freqüência de operação com potência máxima. Além disso, todo o microfonismo anteriormente atribuído à construção das cavidades foi eliminado. Outra vantagem que decorre da utilização de uma parede relativamente rígida que pode ser ajustada permanentemente numa posição desejada é no fato de que a remoção da força de ajuste ou de pressão fará com que a parede relativamente rígida se relaxe em direção a uma posição intermediária. A quantidade real de recuperação dependerá da elasticidade do material da parede e da configuração da parede deformada. Este fenômeno de recuperação ou relaxamento é uma vantagem distinta na medida em que permite o deslocamento da parede após a posição correta ou desejada para um ótimo ajuste sem risco de sobreformação. O servidor agora pode deslocar a parede após a posição de potência máxima, i. E. O pico na curva de potência e y, então, ao soltar a força de pressão, permita que a parede seja feita. Uma vez que a parede deformada, relativamente rígida, possui um poder suficiente para suportar todas as vibrações que ocorrem durante a operação do tubo, nenhum microfonismo adicional atribuível à estrutura da cavidade Ser observado 7 A invenção será agora descrita em conexão, em particular, o obwith do desenho de acompanhamento em que a única figura mostra um oscilador de klystron com o mecanismo para ajustar o mesmo de acordo com a invenção. Referindo-se agora ao desenho, ilustra-se uma vista em corte transversal de um oscil de potência klystron de duas cavidades mais tarde. O klystron compreende um eletrónomo ele) incluindo um filamento de aquecimento 11, um cátodo emissor de electrões 12, de preferência do tipo de distribuidor e um eléctrodo de focagem 13. Conectados a estes três eléctrodos são as ligações de terminal habituais 14 que são seladas através de um isolante Parede 16, e. G. Vidro, de um cerco circundante. Por meio de um anel Kovar 13, o compartimento de vidro i6 é selado a vácuo ao ânodo ou à estrutura ressonante do tubo. A estrutura ressonante compreende um corpo de cobre sólido 21 no qual são usinados um par de cavidades ressonantes 22, 23. As cavidades 22, 23 comunicam. Por meio de uma abertura de acoplamento 24. O lado frontal do bloco 21 é fechado por uma placa de cobre 26, e. O lado traseiro do bloco 21 também é óleo fechado por outra placa de cobre 27. Através dos centros das placas 26 e 27 e o bloco 21 passa uma abertura 28 que comunica com cada uma das cavidades 22, 23 e que serve como caminho para um elétron Feixe produzido pela arma). O feixe de elétrons é cultivado por um recesso. Parte da placa 27, denominada eléctrodo colcador 30. O feixe de electrões que passa através da abertura 23 comunica com a cavidade de entrada 22 através de uma abertura de interação 31. Da maneira usual, as oscilações presentes na velocidade da cavidade 22 modulam o feixe à medida que passa através da Intervalo 31. Durante a sua passagem subsequente através de um tubo de deriva 32, o feixe é agrupado de uma maneira bem conhecida na técnica. Após o que atravessa um intervalo de interação 33 que se comunica com a segunda ou a região de saída 23 produzindo oscilações no mesmo. Uma porção da energia na cavidade de saída é retornada por meio da abertura de acoplamento 24 para a cavidade de entrada para manter as oscilações na mesma. Uma seção de transformador 35, neste caso, uma abertura de forma retangular usinada, comunica com a cavidade de saída 33 e serve como meios de acoplamento para extrair energia a partir da mesma. Esta abertura é selada a vácuo por uma polia em pó de mica Washer 36 selada a um membro de ferro cromado 37, o qual, por sua vez, é fixado ao corpo 21. O membro 37 está adaptado para ter uma seção de guia de onda (não mostrada) fixada a ela para Transportando a energia extraída da cavidade de saída. O interior do tubo é evacuado da maneira convencional. Como é bem conhecido na técnica, o ajuste de klystrons de duas cavidades é geralmente efetuado alterando o comprimento dos intervalos de interação nas cavidades de entrada e saída, mudando assim a capacitância e a freqüência de ressonância da cavidade associada. Isto foi realizado no passado, montando a porção de parede frontal 40 da placa 26, que controla a abertura de interação de entrada 31, e o eletrodo coletor 30, que controla a abertura de interação de saída 33, em diafragmas flexíveis que são facilmente ajustáveis. Por meio de mecanismos de ajuste elaborados para manter os diafragmas flexíveis em uma posição desejada, os diafragmas flexíveis podem ser ajustados e o klystron ajustado. A presente invenção proporciona uma construção de klystron na qual os diafragmas flexíveis são completamente eliminados. Assim, a porção 40 que define o intervalo de interação de entrada 31 é montada em uma porção de parede de cobre sólida plana 21 que é completamente rígida e imóvel. Assim, a frequência de ressonância da cavidade de entrada é fixada inalterivelmente a um valor predeterminado quando o tubo é completado. No entanto, para produzir oscilações, a cavidade de saída deve ser ajustada para uma frequência de ressonância predeterminada correlacionada com a da cavidade de entrada. Isso é realizado. Montando o colector numa porção de parede de cobre 42 da placa 27 que é de espessura reduzida em relação a isso. Do restante daquela placa 27 e tem um valor que permite, a parede se deformou perfeitamente após a aplicação de uma força externa. A porção de espessura reduzida 42 permite um deslocamento mais pronto da porção desejada da placa sem medo de destruir a vedação de solda entre a placa 27 e o bloco 21. Naturalmente, enquanto a porção 42 é deslocável por uma força externa, conforme observado, É suficientemente resistente para resistir a todas as vibrações que ocorrem durante o funcionamento normal do tubo. O deslocamento da parede variará o comprimento da abertura de interação de saída 33 e, portanto, a freqüência de ressonância da cavidade de saída 23. Para garantir a operação desejada, o espaço de interação da cavidade de saída 23 é feito de tamanho grande durante o fabrico, exigindo assim uma Deslocamento para dentro da parede deformável 42 para alcançar a frequência de ressonância correta. Para assegurar ainda que a posição final da parede deformável seja precisamente necessária, o deslocamento da parede ocorre enquanto os potenciais de operação desejados são aplicados ao tubo. Então, enquanto o tubo está excitado, a parede é lentamente empurrada para dentro até um pouco além do ponto em que a saída de potência desejada é alcançada, após o que a força de empurrão é liberada, permitindo que a parede leve ligeiramente de volta à posição desejada exata. A parede está permanentemente definida nesta última posição nova. Uma vez que o deslocamento da parede ocorre enquanto o tubo está excitado, é necessário providenciar para efetuar o deslocamento enquanto continua o resfriamento de água convencional do sistema anódico. Para essa finalidade, a placa traseira 27 tem uma porção cilíndrica que se prolonga para o lado traseiro 45 para a extremidade de: que é segura uma placa de cobertura estanque 46. A placa de cobertura 46 é provida de acoplamentos de água de entrada e saída 47 por meio de Que a água de arrefecimento pode circular em torno do coletor 30 para arrefecer o último. O deslocamento do mecanismo de aplicação de força 50 é mostrado como fantasma no desenho que envolve o sistema de ânodo. Compreende, simplesmente, um invólucro de suporte rígido e rígido 51 que engloba a parte frontal do sistema de ânodo ao longo de um ressalto 52. A outra extremidade traseira do alojamento 51 suporta um trem de engrenagem redutora 53 (mostrado esquematicamente) a uma extremidade de Que é fixado um botão de controle rotativo 54, e para a outra extremidade a qual é fixado um parafuso de accionamento 55. O trem de engrenagem tinha, por exemplo, uma relação de redução de engrenagem de cerca de 25: 1 e o parafuso tinha uma direção de. 050 polegadas por revolução. A rotação do botão 54 em uma direção faz com que o parafuso de transmissão 55 avança para a frente e encaixe na parte traseira do coletor 30, após o que uma rotação adicional na mesma direção fará com que a parede 42 suporte este último seja ligeiramente deformada permitindo uma redução no Comprimento da lacuna de interação 33 Para manter o sistema. À prova de água, o parafuso de accionamento é fixado de forma estanque à placa de cobertura 46 por meio de um diafragma flexível 48 que permite o deslocamento do parafuso de accionamento 55. Conforme indicado anteriormente, a porção de parede que define o espaço de interação de saída, neste Caso o coletor 30 e a porção de parede 42, são movidos para dentro, enquanto o tubo se aplica aos potenciais desejados. Como também foi observado, o. knob é girado até que a parede seja empurrada para dentro sempre após o ponto da operação desejada, que geralmente é o ponto de saída de potência de pico, para permitir a recuperação natural da parede 42 para levá-la para trás Precisamente a posição exata. As dimensões originais da cavidade de saída são feitas sobredimensionadas de forma suficiente de modo que a parede 42 seja sempre deslocada para além do limite elástico do material do qual é constituída e, portanto, permanentemente ajustada na sua posição final. Foree é liberado girando o botão 54 na direção oposta, o. Potenciais de operação removidos do tubo, o mecanismo 50 completamente removido do tubo e a placa de cobertura 46 substituída por uma placa de cobertura semelhante (não mostrada) sem o diafragma 48. Agora, sempre que os potenciais de operação são aplicados ao tubo da invenção, ele Sempre oscilará com a mesma frequência com. A mesma saída de potência sem qualquer. São necessários mais anúncios. O tubo assim produzido: pode. Ser considerado essencialmente um freio fixo. Posteriormente, o oscilador de quêndio. No entanto, há uma exceção, ou seja, mantendo as dimensões das cavidades constantes, a aplicação de diferentes potenciais pode fazer com que o tubo oscilar em um modo diferente e, assim, em uma freqüência ligeiramente diferente. A espessura da porção de parede 42 pelo qual os resultados desejados são alcançados depende inteiramente da massa do coletor 30 que ele suporta, da sua própria constituição química, do diâmetro da porção estreitada 42 ou da cavidade 23 e do coletor 30 , E a quantidade desejada de rigidez necessária para a aplicação específica. Como um exemplo típico, a parede de cobre 42 tendo um diâmetro de cerca de polegada e um coletor de cobre 30 com um comprimento de polegada, uma polegada O. de polegada e uma I. D. de 0,85 polegadas, uma espessura adequada é de cerca de polegada. No entanto, esses valores não devem ser considerados limitantes, uma vez que os requisitos de importação-formiga são que a parede pode ser ligeiramente deformada em uma direção axial e que será ajustada permanentemente em sua nova posição após a deformação de modo que o mecanismo de sintonização possa ser removido de o tubo. Isso oferece a vantagem adicional de que não são necessários meios externos para consertar ou manter as dimensões desejadas das cavidades. Além disso, um único mecanismo de ajuste, uma vez que não precisa permanecer ligado ao tubo, pode servir para ajustar ou sintonizar uma pluralidade de tubos de klystron. Embora tenhamos descrito a nossa invenção em ligação com concretizações e aplicações específicas, outras modificações do mesmo serão facilmente evidentes para os especialistas na U nesta técnica sem se afastarem do espírito e do alcance da invenção como definido na reivindicação anexa. O que é reivindicado é: Dispositivo de descarga de electrões modulado por velocidade de frequência fixa que compreende meios para gerar um feixe de elétrons, um invólucro evacuado com porções de parede condutoras relativamente rígidas e não deformáveis ​​definindo pelo menos duas cavidades interligadas de dimensões relativamente fixas dentro das quais O referido feixe de elétrons é projetado, sendo uma das referidas porções de parede uma espessura proporcionada para deformar inicialmente a mesma, pelo que as dimensões das referidas cavidades são inicialmente ajustadas para sintonizar uma das ditas cavidades e um eletrodo coletor adjacente a uma das ditas cavidades para colecionar o referido feixe de elétrons, Depois de passar pelas ditas cavidades. Referências citadas no arquivo desta patente PATENTES DOS ESTADOS UNIDOS 2.343.487