способ получения наносекундных и субнаносекундных импульсов тока электронов с широким диапазоном скважности

Формула изобретения

Способ получения наносекундных и субнаносекундных импульсов тока электронов с широким диапазоном скважности, заключающийся в том, что складывают основную гармонику с четвертой и восьмой субгармониками и из полученного сложения выделяют половинную часть основной гармоники с частотой следования, равной частоте восьмой гармоники.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в физических установках различного назначения.

Существующие способы формирования импульсов тока электронов средствами импульсной техники (ключевые схемы на полупроводниковых элементах) не позволяют получать импульсы тока электронов наносекундной и субнаносекундной длительности с частотой повторения в десятки мегагерц из-за ограниченного времени восстановления полупроводниковых элементов (см. Мигинский С.В., Каскадный лавинный генератор, Москва, Приборы и техника эксперимента, 1993, N 2, с. 87, Вегова К, Юравец Ю., Кукуча Р., Червень Ю., Генератор солитонных импульсов пикосекундного диапазона, Москва, Приборы и техника эксперимента, 1988, N 2, с. 89).

Задачей изобретения является преодоление ограничений по длительности и скважнности импульсов тока электронов, с которыми сталкиваются при создании инжекторов ускорителей электронов.

Поставленная задача решается заявленным способом получения наносекундных и субнаносекундных импульсов тока электронов, заключающимся в том, что складывают основную гармонику с четвертой и восьмой субгармониками и из полученного сложения выделяют половинную часть основной гармоники с частотой следования, равной частоте восьмой субгармоники.

Способ реализуется схемой, представленной на фиг. 1, а на фиг. 2 показан результат сложения основной гармоники и субгармоник.

Вакуумный объем 1, включающий катод 2, сетку 3 и коллектор 4, представляет аналог трехэлектродной вакуумной лампы с "заземленной сеткой". Источники питания 5-8, соединенные последовательно, подключены между сеткой и катодом. Источники 5-7 представляют собой резонаторы, возбуждаемые когерентными синусоидальными генераторами. Резонатор источника 5 возбуждается основной гармоникой, резонатор источника 6 возбуждается четвертой субгармоникой и резонатор источника 7 возбуждается восьмой субгармоникой. Источник постоянного напряжения 8 обеспечивает выделение (отсечку) полусинусоиды основной гармоники. Источник питания 9 создает необходимое электрическое поле между сеткой и коллектором. Сигнал с резистора 10 регистрируется скоростным осциллографом.

На фиг. 2 изображены: а) основная гармоника, б) четвертая субгармоника, в) результат сложения основной гармоники и четвертой субгармоники, пунктиром изображена восьмая субгармоника, г) импульс тока на коллекторе.

Использование четвертой и восьмой субгармоник дает возможность получить значение скважности тока электронов до тридцати пяти.

Вместо гармонического источника 7 возможно применить ключевую схему, быстродействие которой достигается имеющимися в импульсной технике средствами. Использование ключевой схемы вместо гармонического источника 7 дает возможность получать импульсы тока электронов с неограниченной скважнностью.

С катодно-сеточным узлом генераторной лампы ГС-34 при использовании четвертой и восьмой субгармоник и частоте основной гармоники 361 МГц удается получать импульсы электронного тока длительностью 600-700 пс с периодом следования 22 нс.