RU2278439C1 - Klystron - Google Patents
Klystron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2278439C1 RU2278439C1 RU2004136362/09A RU2004136362A RU2278439C1 RU 2278439 C1 RU2278439 C1 RU 2278439C1 RU 2004136362/09 A RU2004136362/09 A RU 2004136362/09A RU 2004136362 A RU2004136362 A RU 2004136362A RU 2278439 C1 RU2278439 C1 RU 2278439C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- klystron
- electron gun
- focusing
- cathode
- vacuum
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике СВЧ, а именно к мощным и сверхмощным пролетным клистронам преимущественно для сверхэнергетичных линейных ускорителей.The invention relates to microwave technology, and in particular to powerful and heavy duty flyby klystrons mainly for super-energy linear accelerators.
Задачей изобретения является создание простой, надежной, удобной и экономичной в эксплуатации конструкции мощного (сверхмощного) клистрона.The objective of the invention is the creation of a simple, reliable, convenient and economical to operate the design of a powerful (heavy duty) klystron.
Известны мощные клистроны, в которых осуществляют магнитную фокусировку электронного потока с помощью соленоидов [1, 2]. Применение такой фокусировки целесообразно, если в одном ускорителе используют небольшое число (не более 50) клистронов.Powerful klystrons are known in which the electron beam is magnetically focused using solenoids [1, 2]. The use of such focusing is advisable if a small number (not more than 50) of klystrons is used in one accelerator.
При использовании в одном ускорителе большого числа (например, 250) клистронов электропитание соленоидов становится весьма энергоемким и дорогим. В этом случае предпринимались попытки заменить соленоиды постоянными магнитами. Однако стало очевидно, что такое решение мало приемлемо из-за громоздкости и дороговизны магнитов и сложной процедуры установки их на клистрон и съема с клистрона.When using a large number (for example, 250) of klystrons in one accelerator, the power supply of the solenoids becomes very energy-intensive and expensive. In this case, attempts were made to replace the solenoids with permanent magnets. However, it became obvious that such a solution is not acceptable because of the bulky and expensive magnets and the complicated procedure for installing them on the klystron and removal from the klystron.
Известны попытки создать ускоритель, в котором должны работать до 5000 сверхмощных (75 МВт) клистронов [3]. Для создания подобных ускорителей исследовалась возможность применения для сверхмощных клистронов магнитной периодической фокусирующей системы (МПФС) с согласующими секциями соленоидов на входе в пролетный канал клистрона и на выходе из него [4]. Однако такая система сложна в настройке и требует применения в ней дорогих магнитных материалов.Attempts are known to create an accelerator in which up to 5000 super-powerful (75 MW) klystrons should work [3]. To create such accelerators, the possibility of using a magnetic periodic focusing system (MPFS) with superpower klystrons with matching sections of solenoids at the entrance to and exit from the klystron channel was studied [4]. However, such a system is difficult to configure and requires the use of expensive magnetic materials.
Известны клистроны с периодической электростатической фокусировкой (ПЭФ) электронного потока [5, 6]. Схематическое изображение подобных клистронов с фокусировкой электронного потока с помощью электростатических линз, а также поперечное сечение электростатической линзы и распределение потенциала в ней приведены в обзоре [7]. Электростатическая линза состоит из средней и двух крайних диафрагм. Роль средней диафрагмы выполняет размещенный между стенками соседних резонаторов клистрона специальный кольцевой электрод, на который подается потенциал катода. Роль крайних диафрагм выполняют торцевые стенки резонаторов, которые имеют потенциал анода.Known klystrons with periodic electrostatic focusing (PEF) of the electron beam [5, 6]. A schematic representation of such klystrons with focusing of the electron beam using electrostatic lenses, as well as the cross section of the electrostatic lens and the potential distribution in it are given in the review [7]. An electrostatic lens consists of a middle and two extreme diaphragms. The role of the middle diaphragm is performed by a special ring electrode placed between the walls of adjacent klystron resonators, to which the cathode potential is supplied. The role of the extreme diaphragms is performed by the end walls of the resonators, which have the potential of the anode.
Клистрон с ПЭФ по сравнению с клистроном с магнитной фокусировкой имеет меньшие вес и габариты, удобен в эксплуатации и не требует дополнительных источников питания.A klystron with a PEF, compared with a klystron with a magnetic focus, has less weight and dimensions, is convenient in operation and does not require additional power sources.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототипом) является конструкция клистрона с ПЭФ электронного потока [8]. Клистрон содержит вакуумную оболочку, в которой размещены расположенные вдоль оси клистрона электронная пушка, четыре объемных резонатора и коллектор, а также диафрагмы линз ПЭФ, расположенные между соседними объемными резонаторами и жестко закрепленные на проводящих стержнях, которые электрически изолированы от вакуумной оболочки и объемных резонаторов и расположены перпендикулярно оси клистрона. Проводящие стержни выведены из вакуумной части клистрона через диэлектрические изоляторы сложной формы, которые выступают из вакуумной оболочки на заданную длину, обеспечивая требуемую электрическую прочность.Closest to the technical nature of the proposed invention (prototype) is the design of a klystron with a PEF electron beam [8]. The klystron contains a vacuum shell, which contains an electron gun located along the klystron axis, four volume resonators and a collector, as well as PEF lens diaphragms located between adjacent volume resonators and rigidly mounted on conductive rods that are electrically isolated from the vacuum shell and volume resonators and are located perpendicular to the klystron axis. The conductive rods are removed from the vacuum part of the klystron through complex-shaped dielectric insulators that protrude from the vacuum shell to a predetermined length, providing the required electrical strength.
Такая конструкция клистрона пригодна для приборов малой и средней мощности с рабочим напряжением не более 50 кВ. При создании мощных и сверхмощных клистронов с рабочим напряжением порядка 500 кВ в подобных конструкциях клистронов, имеющих малые расстояния от диафрагм линз до вакуумной оболочки и до стенок резонаторов, могут возникать электрические пробои. Малая электрическая прочность диэлектрических изоляторов также ограничивает уровень допустимой мощности клистрона. Поэтому для обеспечения достаточной электрической прочности требуется увеличение в 10 и более раз расстояния между катодом и анодом (пролетной трубой первого резонатора), увеличение в несколько раз расстояний между диафрагмой линзы и резонаторами, между диафрагмой линзы и вакуумной оболочкой. При этом увеличивается также расстояние между резонаторами (что ведет к увеличению продольных габаритов клистрона) и длина диэлектрических изоляторов (что ведет к резкому увеличению поперечных габаритов клистрона).This design of the klystron is suitable for devices of low and medium power with an operating voltage of not more than 50 kV. When creating powerful and heavy-duty klystrons with an operating voltage of the order of 500 kV, in such designs of klystrons having small distances from the lens diaphragms to the vacuum shell and to the walls of the resonators, electrical breakdowns can occur. The low dielectric strength of dielectric insulators also limits the level of permissible power of the klystron. Therefore, to ensure sufficient electrical strength, an increase of 10 or more times the distance between the cathode and the anode (the passage pipe of the first resonator), a several-fold increase in the distance between the lens diaphragm and resonators, between the lens diaphragm and the vacuum shell are required. This also increases the distance between the resonators (which leads to an increase in the longitudinal dimensions of the klystron) and the length of the dielectric insulators (which leads to a sharp increase in the transverse dimensions of the klystron).
Кроме того, в конструкциях мощных и сверхмощных клистронов используется не менее четырех резонаторов. Поэтому в области последних резонаторов эффективность действия ПЭФ на электронный поток уменьшается из-за сложных процессов взаимодействия электронов в сгустках. Кроме того, в мощных клистронах в динамическом режиме работы в результате процесса группирования электронов возрастает объемный заряд в электронном потоке перед выходным резонатором, что значительно ухудшает токопрохождение электронного потока через этот резонатор, особенно в случае использования протяженного по длине выходного резонатора. Эти факторы препятствуют хорошей фокусировке электронного потока в выходном резонаторе, с которого идет отбор СВЧ мощности, что снижает выходную мощность клистрона.In addition, at least four resonators are used in the designs of powerful and heavy-duty klystrons. Therefore, in the region of the last resonators, the efficiency of the action of PEF on the electron beam decreases due to complex processes of interaction of electrons in bunches. In addition, in high-power klystrons in dynamic mode, as a result of the electron bunching process, the space charge in the electron beam in front of the output resonator increases, which significantly worsens the current flow of the electron beam through this resonator, especially when using an output cavity that is extended along the length. These factors prevent good focusing of the electron beam in the output cavity, from which the microwave power is taken, which reduces the output power of the klystron.
Предлагаемое изобретение позволяет создавать конструкции мощных и сверхмощных клистронов с высокой электрической прочностью и небольшими поперечными габаритами.The present invention allows you to create designs of powerful and heavy duty klystrons with high electrical strength and small transverse dimensions.
Предлагается клистрон с периодической электростатической фокусировкой электронного потока, содержащий вакуумную оболочку, в которой размещены расположенные вдоль оси клистрона электронная пушка, объемные резонаторы и коллектор, а также диафрагмы линз периодической электростатической фокусировки, расположенные между соседними объемными резонаторами и жестко закрепленные на проводящих стержнях, которые электрически изолированы от вакуумной оболочки и объемных резонаторов, причем проводящие стержни размещены параллельно оси клистрона в вакуумном промежутке между объемными резонаторами и вакуумной оболочкой, при этом проводящие стержни жестко закреплены на фокусирующем электроде электронной пушки и электрически соединены с ним и с катодом, а выходной объемный резонатор окружен установленной вне вакуумной части клистрона магнитной фокусирующей системой, образующей длиннофокусную магнитную линзу.We propose a klystron with periodic electrostatic focusing of the electron beam, containing a vacuum shell, which houses an electron gun located along the klystron axis, volume resonators and a collector, as well as iris lenses of periodic electrostatic focusing, located between adjacent volume resonators and rigidly mounted on conductive rods that are electrically insulated from the vacuum shell and volume resonators, the conductive rods being parallel to the axis of the clist in the vacuum gap between the volume resonators and the vacuum shell, the conductive rods being rigidly fixed to the focusing electrode of the electron gun and electrically connected to it and to the cathode, and the output volume resonator is surrounded by a magnetic focusing system installed outside the vacuum part of the klystron, which forms a long-focus magnetic lens.
Размещение проводящих стержней в вакуумном промежутке между вакуумной оболочкой и объемными резонаторами позволяет обеспечить высокую электрическую прочность без применения изоляторов, что повышает надежность клистрона при сохранении его небольших поперечных размеров.Placing the conductive rods in the vacuum gap between the vacuum shell and the volume resonators allows for high electrical strength without the use of insulators, which increases the reliability of the klystron while maintaining its small transverse dimensions.
Размещение в области выходного резонатора длиннофокусной магнитной линзы позволяет улучшить фокусировку электронного потока, а следовательно, и токопрохождение в нем. Это дает возможность увеличить выходную мощность клистрона.Placing a long-focus magnetic lens in the area of the output resonator improves the focusing of the electron beam and, therefore, the current flow in it. This makes it possible to increase the output power of the klystron.
Торцевой участок коллектора клистрона может быть снабжен оптическим окном для пропускания лазерного излучения на катод, являющийся фотокатодом. При этом оптическое окно может быть выполнено в виде кварцевого диска, расположенного под углом Брюстера относительно оси клистрона. В качестве фотокатода может быть использован металлопористый катод, так как экспериментально установлено, что металлопористый катод может быть использован как сильнотоковый фотокатод, по крайней мере, для длин волн лазерного излучения с диной волны λ1=337,1 нм и λ2=532 нм. Получены токи с такого фотокатода на уровне 150 А. Такие конструктивные особенности клистрона позволяют применять в нем лазерное управление током катода.The end section of the klystron collector can be equipped with an optical window for transmitting laser radiation to the cathode, which is the photocathode. In this case, the optical window can be made in the form of a quartz disk located at a Brewster angle relative to the axis of the klystron. A metal-porous cathode can be used as a photocathode, since it has been experimentally established that a metal-porous cathode can be used as a high-current photocathode, at least for laser wavelengths with a wavelength of λ 1 = 337.1 nm and λ 2 = 532 nm. Currents from such a photocathode at a level of 150 A were obtained. Such design features of the klystron make it possible to use laser control of the cathode current in it.
В оптимальном варианте предлагаемой конструкции пролетные трубы клистрона размещены в расположенных со стороны электронной пушки торцевых стенках входного и промежуточных объемных резонаторов, при этом диаметр центрального сквозного отверстия каждой пролетной трубы увеличивается по направлению к электронной пушке. Такие особенности конструкции предотвращают оседание электронного потока на стенках резонатора и на пролетных трубах.In the optimal version of the proposed design, the klystron span tubes are located in the end walls of the inlet and intermediate volume resonators located on the side of the electron gun, while the diameter of the central through hole of each span tube increases toward the electron gun. Such design features prevent the electron flow from settling on the cavity walls and on the span tubes.
Входной объемный резонатор может быть снабжен анодной диафрагмой, расположенной с наружной стороны его боковой стенки. Для пропускания через нее проводящих стержней, предназначенных для крепления диафрагм линз ПЭФ, в анодной диафрагме выполнены отверстия.The input volume resonator may be provided with an anode diaphragm located on the outside of its side wall. To pass conductive rods through it, intended for fastening the diaphragms of PEF lenses, holes are made in the anode diaphragm.
Расстояние от диафрагмы линзы и от проводящих стержней до близлежащей проводящей поверхности, находящейся под анодным потенциалом (например, до вакуумной оболочки, до стенок соседних резонаторов), составляет величину не менее величины расстояния от фокусирующего электрода электронной пушки до анодной диафрагмы. Выполнение этого условия позволяет обеспечить высокую электрическую прочность при напряжении до 500 кВ без использования изоляторов.The distance from the lens diaphragm and from the conductive rods to the nearby conductive surface under the anode potential (for example, to the vacuum shell, to the walls of adjacent resonators) is no less than the distance from the focusing electrode of the electron gun to the anode diaphragm. Fulfillment of this condition ensures high dielectric strength at voltages up to 500 kV without the use of insulators.
Некоторые конструкции клистронов характеризуются увеличенным расстоянием от катода электронной пушки до кроссовера электронного потока. Поэтому для обеспечения эффективного взаимодействия электронного потока с СВЧ полем входного объемного резонатора необходимо разместить входной резонатор на более удаленном расстоянии от катода. В этом случае для формирования электронного потока необходимо ввести между входным резонатором и катодом дополнительный электрод с анодным потенциалом и дополнительную диафрагму линзы ПЭФ, обеспечивающую улучшенную фокусировку электронного потока в области между этим дополнительным электродом и входным резонатором.Some klystron designs are characterized by an increased distance from the cathode of the electron gun to the crossover of the electron beam. Therefore, to ensure effective interaction of the electron beam with the microwave field of the input volume resonator, it is necessary to place the input resonator at a more remote distance from the cathode. In this case, to form the electron beam, it is necessary to introduce an additional electrode with anode potential between the input resonator and the cathode and an additional PEF lens diaphragm, which provides improved focusing of the electron beam in the region between this additional electrode and the input resonator.
В предлагаемом клистроне между электронной пушкой и входным объемным резонатором размещены последовательно расположенные вдоль оси клистрона анодная диафрагма с дополнительной пролетной трубой и дополнительная диафрагма линзы периодической электростатической фокусировки, жестко закрепленная на проводящих стержнях, при этом дополнительная пролетная труба расположена со стороны дополнительной диафрагмы линзы, а диаметр ее центрального сквозного отверстия увеличивается по направлению к электронной пушке.In the proposed klystron, an anode diaphragm with an additional span tube and an additional diaphragm of a periodic electrostatic focusing lens rigidly fixed to the conductive rods are arranged sequentially located along the klystron axis between the electron gun and the input volume resonator, while the additional span tube is located on the side of the additional lens diaphragm, and the diameter its central through hole increases toward the electron gun.
В этом случае для обеспечения высокой электрической прочности расстояние от диафрагмы линзы и от проводящих стержней до близлежащей проводящей поверхности, находящейся под анодным потенциалом, составляет величину не менее величины расстояния от фокусирующего электрода электронной пушки до анодной диафрагмы.In this case, to ensure high dielectric strength, the distance from the lens diaphragm and from the conductive rods to a nearby conductive surface under the anode potential is no less than the distance from the focusing electrode of the electron gun to the anode diaphragm.
Выходной объемный резонатор клистрона может быть выполнен в виде отрезка диафрагмированного волновода с увеличивающимися по направлению к коллектору диаметрами центральных отверстий диафрагм волновода. Это позволяет предотвращать оседание электронов на диафрагмах выходного резонатора.The output volume resonator of the klystron can be made in the form of a segment of a diaphragmed waveguide with increasing diameters of the central apertures of the diaphragms of the waveguide towards the collector. This prevents electrons from settling on the diaphragms of the output cavity.
В качестве магнитной фокусирующей системы может быть использован соленоид.As a magnetic focusing system, a solenoid can be used.
Для обеспечения жесткости конструкции число проводящих стержней может быть выбрано не менее трех.To ensure structural rigidity, the number of conductive rods can be selected at least three.
Сочетание ПЭФ с магнитной фокусировкой, размещенной в области выходного резонатора, и особенности конфигурации пролетного пространства обеспечивают в совокупности требуемую фокусировку электронного потока.The combination of PEF with magnetic focusing located in the region of the output cavity, and the specifics of the configuration of the span space, together provide the required focusing of the electron beam.
Конструктивные особенности выполнения ПЭФ, обеспечивающие высокую электрическую прочность электродных систем клистрона, вместе с лазерным управлением позволяют создать надежные мощные (сверхмощные) клистроны для сверхэнергетичных линейных ускорителей.The design features of the PEF, which provide high dielectric strength of the klystron electrode systems, together with laser control, make it possible to create reliable powerful (ultra-powerful) klystrons for super-energy linear accelerators.
На фиг.1-5 представлены два возможных варианта выполнения предлагаемого изобретения.Figure 1-5 presents two possible embodiments of the invention.
На фиг.1 показано продольное сечение клистрона, в котором входной объемный резонатор снабжен анодной диафрагмой (один из вариантов выполнения изобретения).Figure 1 shows a longitudinal section of a klystron in which the input cavity resonator is equipped with an anode diaphragm (one embodiment of the invention).
На фиг.2, 3 показаны поперечное сечение А-А и поперечное сечение Б-Б клистрона, приведенного на фиг.1.Figure 2, 3 shows a cross section aa and a cross section bb of the klystron shown in figure 1.
На фиг.4 показано продольное сечение клистрона В-В (без коллектора), в котором введена анодная диафрагма с дополнительной пролетной трубой и дополнительная диафрагма линзы ПЭФ (другой вариант выполнения изобретения).Figure 4 shows a longitudinal section of a klystron BB (without a collector) in which an anode diaphragm with an additional span tube and an additional diaphragm of a PEF lens (another embodiment of the invention) are introduced.
На фиг.5 показано поперечное сечение Г-Г клистрона, приведенного на фиг.4.Figure 5 shows a cross section of the GG klystron shown in figure 4.
Клистрон, изображенный на фиг.1-3, содержит электронную пушку 1, снабженную катодом 2 (являющимся фотокатодом) и фокусирующим электродом 3, входной 4, промежуточные 5 и выходной 6 объемные резонаторы, пролетные трубы 7, коллектор 8 с кварцевым оптическим окном 9, расположенным под углом Брюстера относительно оси клистрона. Между соседними объемными резонаторами расположены диафрагмы 10 линз ПЭФ, жестко закрепленные на проводящих стержнях 11, которые размещены параллельно оси клистрона в вакуумном промежутке между объемными резонаторами 4, 5 и вакуумной оболочкой 12. Входной объемный резонатор 4 снабжен анодной диафрагмой 13. В анодной диафрагме 13 выполнены отверстия 14, предназначенные для пропускания через нее проводящих стержней 11. Выходной объемный резонатор 6 выполнен в виде отрезка диафрагмированного волновода с увеличивающимися по направлению к коллектору 8 диаметрами центральных отверстий диафрагм. Выходной объемный резонатор 6 окружен соленоидом 15, образующим длиннофокусную магнитную линзу. Клистрон содержит диэлектрические окна ввода и вывода СВЧ энергии 16, 17, при этом входная СВЧ мощность подводится к входному резонатору 4 по входному волноводу 18, а выходная СВЧ мощность отводится от выходного резонатора 6 по выходному волноводу 19. Промежуточные резонаторы 5 снабжены держателями 20. Держатели 20 и анодная диафрагма 13 могут быть жестко закреплены, например, на расположенных вдоль оси клистрона крепежных стержнях или на опорах. Клистрон содержит также трубки системы охлаждения (не показаны на фиг.1-3).The klystron shown in figures 1-3 contains an
В клистроне, изображенном на фиг.4-5, между электронной пушкой 1 и входным резонатором 4 размещены анодная диафрагма 131 с дополнительной пролетной трубой 71 и дополнительная диафрагма 101 линзы ПЭФ. Дополнительная диафрагма 101 линзы ПЭФ жестко закреплена на проводящих стержнях 11. Клистрон содержит также трубки 21 системы охлаждения, которые могут быть использованы, например, и в качестве опор для крепления держателей 20 и анодной диафрагмы 131.In the klystron shown in FIGS. 4-5, between the
Предлагаемый клистрон может работать от источников как импульсного, так и постоянного напряжения.The proposed klystron can operate from sources of both pulsed and constant voltage.
При работе от источника импульсного напряжения на катод клистрона подают импульсное напряжение порядка 500 кВ. В этом случае требуется довольно сложный и громоздкий модулятор.When operating from a pulse voltage source, a pulse voltage of the order of 500 kV is applied to the klystron cathode. In this case, a rather complex and bulky modulator is required.
При работе от источника постоянного напряжения на катод клистрона требуется подавать постоянное напряжение порядка 500 кВ. Только в конструкциях клистронов с существенно меньшим постоянным напряжением на катоде применяют вспомогательный модулирующий электрод или сетку. Однако при больших уровнях токов при напряжениях порядка 500 кВ пока не удалось создать конструкцию клистрона с сеточным управлением. Поэтому в изобретении предлагается создать клистрон с лазерным управлением, в котором торцевой участок коллектора снабжен оптическим окном, а катод является сильнотоковым фотокатодом.When working from a constant voltage source, a constant voltage of the order of 500 kV is required to be applied to the klystron cathode. Only in the designs of klystrons with a significantly lower constant voltage at the cathode, an auxiliary modulating electrode or grid is used. However, at high current levels at voltages of the order of 500 kV, it has not yet been possible to create a klystron design with grid control. Therefore, the invention proposes to create a laser-controlled klystron, in which the end portion of the collector is equipped with an optical window, and the cathode is a high current photocathode.
Клистрон, изображенный на фиг.1-3, работает следующим образом.The klystron depicted in figures 1-3, works as follows.
На катод (фотокатод) 2 и фокусирующий электрод 3 электронной пушки 1, а также на диафрагмы 10 линз ПЭФ подают постоянное отрицательное напряжение (например, от выпрямителя напряжения). Через оптическое окно 9 на катод 2 подают импульсы лазерного излучения. При этом катод 2 обеспечивает фотоэмиссию и ток, поступающий в вакуумный промежуток катод - анодная диафрагма 13, в котором электроны ускоряются, и сформированный электронный поток поступает в пролетный канал клистрона. Пролетный канал клистрона образован центральными отверстиями пролетных труб 7, объемных резонаторов 4, 5, 6 и диафрагм 10 линз ПЭФ. Линзы ПЭФ, образованные диафрагмами 10 и торцевыми стенками соседних объемных резонаторов, фокусируют электронный поток и не дают ему расходиться. При подаче входной СВЧ мощности через диэлектрическое окно ввода энергии 16 и входной волновод 18 во входной резонатор 4 электроны взаимодействуют в высокочастотных зазорах объемных резонаторов с СВЧ полями, модулируются по скоростям и группируются в сгустки. При группировании электронов перед выходным резонатором 6 существенно возрастает объемный заряд электронного потока. Чтобы избежать его расфокусировки требуется к фокусирующему действию ПЭФ добавить действие дополнительной магнитной фокусировки, для чего в области выходного резонатора 6 введена секция соленоида 15, образующая длиннофокусную магнитную линзу. Применение именно длиннофокусной магнитной линзы необходимо для того, чтобы действие магнитной фокусировки на электронный поток сказывалось не только в выходном резонаторе 6, но и распространялось бы на область перед выходным резонатором. В выходном резонаторе 6 электроны отдают свою энергию СВЧ полю. Выходная СВЧ мощность выводится из клистрона через выходной волновод 19 и диэлектрическое окно вывода энергии 17 и подается в нагрузку. При работе такого клистрона (с лазерным управлением) импульсы входной СВЧ мощности клистрона должны быть синхронизированы с импульсами лазерного излучения.A constant negative voltage (for example, from a voltage rectifier) is applied to the cathode (photocathode) 2 and the focusing
Клистрон, изображенный на фиг.4-5, работает аналогично клистрону, изображенному на фиг.1-3. При этом пролетный канал клистрона дополняется центральными отверстиями дополнительной пролетной трубы 71 и дополнительной диафрагмы 101 линзы ПЭФ.The klystron shown in FIGS. 4-5 works similarly to the klystron shown in FIGS. 1-3. In this case, the klystron passage channel is supplemented by the central holes of the
Предлагаемая конструкция мощного (сверхмощного) клистрона обладает высокой электрической прочностью при небольших поперечных габаритах, проста, надежна, удобна и экономична в эксплуатации и может быть использована в сверхэнергетичных линейных ускорителях с большим числом (до 5000) клистронов.The proposed design of a powerful (heavy duty) klystron has high electrical strength with small transverse dimensions, is simple, reliable, convenient and economical to operate, and can be used in super-energy linear accelerators with a large number (up to 5000) of klystrons.
Источники информацииInformation sources
1. Афонская М.Н., Габышев В.Г., Дунаев А.С., Зусмановский С.А., Любимов М.Л., Мишкин А.Г., Щелкунов Г.П. Клистронный усилитель 10-см диапазона мощностью 20 МВт в импульсе. Труды конференции по электронике СВЧ, М-Л, Госэнергоиздат, 1959, с.58-79.1. Afonskaya M.N., Gabyshev V.G., Dunaev A.S., Zusmanovsky S.A., Lyubimov M.L., Mishkin A.G., Schelkunov G.P. A 10-cm klystron amplifier with a power of 20 MW per pulse. Proceedings of the conference on microwave electronics, ML, Gosenergoizdat, 1959, p. 58-79.
2. Усилительные клистроны КИУ-12, КИУ-15, КИУ-17, КИУ-37. Электронная промышленность, 1979, вып.3 (75), с.69.2. Amplification klystrons KIU-12, KIU-15, KIU-17, KIU-37. Electronic Industry, 1979, issue 3 (75), p. 69.
3. Ronald D. Ruth, Stanford, CA, USA. The next linear collide test accelerator: Status and results. EPAC-96.3. Ronald D. Ruth, Stanford, CA, USA. The next linear collide test accelerator: Status and results. EPAC-96.
4. Балакин В.Е, Казаков С.Ю., Лунин А.Е., Чашурин В.И. (филиал Института ядерной физики, Протвино). Мощные микроволновые компоненты электрон-позитронных супер-коллайдеров. Вакуумная СВЧ электроника (Сборник докладов. Издание РАН. Научный совет по физической электронике, Научный совет по релятивистской и сильнотоковой электронике). Институт прикладной физики, Нижний Новгород, 2002, с.13-20.4. Balakin V.E., Kazakov S.Yu., Lunin A.E., Chashurin V.I. (branch of the Institute of Nuclear Physics, Protvino). Powerful microwave components of electron-positron super-colliders. Vacuum microwave electronics (Collection of reports. Edition of the Russian Academy of Sciences. Scientific Council on Physical Electronics, Scientific Council on Relativistic and High Current Electronics). Institute of Applied Physics, Nizhny Novgorod, 2002, pp. 13-20.
5. Hechtel J.R., Mizuhara A. A New Type of High Power Microwave Tube: the Elecrostatically Focused Klystron Amplifier. "Microwave Journal", 1965, v.8, №9, pp.78-83.5. Hechtel J.R., Mizuhara A. A New Type of High Power Microwave Tube: the Elecrostatically Focused Klystron Amplifier. "Microwave Journal", 1965, v. 8, No. 9, pp. 78-83.
6. Патент США №3436588, H 01 J 25/10, публ. 01.04.1969.6. US patent No. 3436588, H 01 J 25/10, publ. 04/01/1969.
7. Невский П.В., Лебединская А.Д. Мощные клистроны с электростатической фокусировкой электронного пучка. Обзор №19 научно-технической литературы по электронной технике ЦНИИ технико-экономических исследований и научной информации. М., 1967, с.10-11, рис.6-7.7. Nevsky P.V., Lebedinskaya A.D. Powerful klystrons with electrostatic focusing of the electron beam. Review No. 19 of scientific and technical literature on electronic technology of the Central Research Institute of Technical and Economic Research and Scientific Information. M., 1967, pp. 10-11, Fig. 6-7.
8. Патент США №3979626, H 01 J 1/53, публ. 07.09.1976.8. US patent No. 3979626, H 01
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004136362/09A RU2278439C1 (en) | 2004-12-15 | 2004-12-15 | Klystron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004136362/09A RU2278439C1 (en) | 2004-12-15 | 2004-12-15 | Klystron |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2278439C1 true RU2278439C1 (en) | 2006-06-20 |
Family
ID=36714243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004136362/09A RU2278439C1 (en) | 2004-12-15 | 2004-12-15 | Klystron |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2278439C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104835706A (en) * | 2015-05-21 | 2015-08-12 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | Relativistic klystron amplifier output cavity |
| RU2563977C1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Electrostatic lens having stable focal distance |
| RU2570172C1 (en) * | 2014-09-15 | 2015-12-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method of control of parameters of radiation of phased antenna array on basis of klystron microwave generator |
-
2004
- 2004-12-15 RU RU2004136362/09A patent/RU2278439C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ТАРАНЕНКО З.И. и др. Замедляющие системы. - Киев, 1965, с.242-243. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2563977C1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Electrostatic lens having stable focal distance |
| RU2570172C1 (en) * | 2014-09-15 | 2015-12-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method of control of parameters of radiation of phased antenna array on basis of klystron microwave generator |
| CN104835706A (en) * | 2015-05-21 | 2015-08-12 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | Relativistic klystron amplifier output cavity |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3368104A (en) | Electron beam tube included depressed collector therefor | |
| WO2009123593A1 (en) | Hollow beam electron gun for use in a klystron | |
| US4096409A (en) | Multistage depressed collector | |
| US4395655A (en) | High power gyrotron (OSC) or gyrotron type amplifier using light weight focusing for millimeter wave tubes | |
| US6147447A (en) | Electronic gun for multibeam electron tube and multibeam electron tube with the electron gun | |
| US2239421A (en) | Electron discharge device | |
| US5461282A (en) | Advanced center post electron gun | |
| US4038602A (en) | Automodulated realtivistic electron beam microwave source | |
| RU2343584C1 (en) | Self-sharpening point field-emission cathode for operation in technical vacuum | |
| RU2278439C1 (en) | Klystron | |
| Phillips et al. | High-power klystrons for the next linear collider | |
| JPH08264127A (en) | Multibeam klystron | |
| US2855537A (en) | Electron beam focusing | |
| US3649868A (en) | Pulse electron gun | |
| US7579778B2 (en) | Traveling-wave tube with integrated ion trap power supply | |
| US4401918A (en) | Klystron having electrostatic quadrupole focusing arrangement | |
| JPH0613822A (en) | High frequency amplifier | |
| US2794146A (en) | Ultra-high frequency amplifying tube | |
| US3388281A (en) | Electron beam tube having a collector electrode insulatively supported by a cooling chamber | |
| JP2904308B2 (en) | Method for increasing the efficiency of a gyrotron and gyrotron implementing the method | |
| US3551728A (en) | High intensity linear accelerators | |
| US4087720A (en) | Multi-beam, multi-aperture ion sources of the beam-plasma type | |
| US2680811A (en) | Electric discharge device for highfrequency oscillations | |
| Teryaev et al. | Low beam voltage, 10 MW, L-band cluster klystron | |
| RU2804521C1 (en) | Multibeam klystron |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091216 |