Файл: Самсонов, Д. Е. Основы расчета и конструирования магнетронов. (Настройка. Стабилизация. Вывод энергии. Холодные измерения).pdf

ния о х а р а к т е р н ы х

особенностях данного способа на­

стройки

магнетронов,

исследованного многими разработ ­

чиками,

в том числе

автором .

Кривые настройки. Разделение видов колебаний по

частоте. На рис. 11.11 и 11.12 представлены

кривые на-

А.см

45

-1

Г

0 f F

11,0 4-7 1 '

j

ш

1

1

ш&

10,5

!

10,0

!

1

9,5

1

- 7 0 +/

+5

+ 7 1,мм -3,5

+ 10,5 1,мм

стройки

индуктивной кольцевой

коронкой разнорезона -

торных

систем

с резонаторами

типа

«щель-отверстие»

(Л^ =14 )

и «щель-сектор» (N = 22)

соответственно. Пунк ­

тирными

линиями па рисунках выделены рабочие уча­

стки кривых настройки. И з рисунков

видно, что дл я раз -

норезонаторных

магнетронов 10-см д и а п а з о н а при до­

стемы. Пр и этом значения крутизны 5/ равны

соответ­

ственно 40 М Г ц / м м

и 28

М Г ц / м м , что

вполне

приемле­

мо дл я практики .

. Н а рис. 11.13 и

11.14

представлены

кривые

перест­

бы при одинаковой длине анодных

блоков

и

разном

числе

резонаторов

(ЛЛ = 1 2

и

N—18)

д и а п а з о н ы

пере­

стройки

волны

основного

вида

колебаний

(я - вида)

в обоих

случаях

совпадали . Б о л е е

того,

оба

магнетрона

рассчитаны д л я работы в одном

и том

ж е

колебатель ­

ном

р е ж и м е при

одинаковых

входных

п а р а м е т р а х

(анодное н а п р я ж е н и е ,

магнитное

ор

поле,

н а п р я ж е н и е

и

мощность

па-

1,45

кала,

К С В Н

нагрузки

и

д р . ) .

И н а ч е

говоря,

р а с с м а т р и в а е м ы е

магнетроны

отличались

л и ш ь

числом

резонаторов

и геометри­

ей пространства

взаимодействия .

Сравнение

этих

магнетронов

по

таким

в а ж н ы м

х а р а к т е р и с т и к а м ,

-7,30

KB Г7

= 1

\КВ п = 2

\0,85

KB п = 3

о

+3

I, мм

+Z £, мм

Рис. II. 13.

Кривые

перестройки

собственных

волн видов колебаний

магнетрона

разнорезонаторной

конструкции

( J V = 1 2 ) , настраиваемо­

го индуктивной

кольцевой коронкой.

вому

н а п р я ж е н и ю , по

степени

«загрузки»

видов

колеба ­

ний

и

но

стабильности

колебаний

в

рабочем

режиме,

представляет,

на

наш

взгляд,

принципиальный

интерес

д л я практики .

В

данном случае

д и а п а з о н

перестройки частоты

я-ви-

да колебаний д л я обоих магнетронов составлял

5%.

Трудность

р а з р а б о т к и

магнетронов,

перестраиваемых

д а ж е

в т а к о м сравнительно узком диапазоне,

состоит

именно в

том,

чтобы

в

р а з р а б а т ы в а е м о м

образце

магне­

трона

у к а з а н н ы е характеристики

были

оптимальными

или в ы б р а н ы из обоснованных

компромиссных

решений.

И з

сравнения

кривых настройки, представленных

на

рис. 11.13 и 11.14, видно, что все виды колебаний

12-ре-

зонаторного

магнетрона

перестраиваются

нелинейно

(я - вид

колебаний

перестраивается

сравнительно

линей­

н о ) ,

а

у 18-резонаторного магнетрона — линейно.

Д а л е е ,

разделение по

частоте

видов колебаний

длинноволновой

( Д В )

группы

с я - в и д о м

у 18

резонаторного магнетрона

практически такое ж е , как и у 12-резонаторного

магне­

трона,

а

разделение

по

частоте я-вида

с б л и ж а й ш и м

коротковолновым

видом

колебаний

( K B )

приблизитель ­

но в

два

р а з а меньше .

П у н к т и р н ы м и

линиями

на

ри­

ных

видов

колебаний

длинноволновой

и

коротковолно ­

вой

групп.

Так к а к

при м а л о м

разделении поле

я - вида колеба­

ний

« з а г р я з н я е т с я »

полем

б л и ж а й ш е г о

к

нему вида ко­

лебаний, то

K B с

л = 1

в

18-резонаторном магнетроне

того,

из рис. 11.14

видно, что разделение я - вида

колеба ­

ний с

K B

(п=\)

уменьшается

по мере погружения ко­

ронки

в

кольцевую канавку .

Это и является

основной

трона со

стороны коротких

волн.

Т а к и м образом, с точки зрения разделения видов ко­

лебаний

по частоте всегда

предпочтительнее резонатор-

тической

ж е точки зрения

всегда

предпочтительнее си­

стема с

большим числом

резонаторов .

Разделение видов колебаний по пороговому напряже­

нию. Б о л ь ш о е разделение

видов

колебаний

по

частоте

является, как известно, необходимым, но еще

не

доста-

точным

условием

стабильной

работы

магнетрона

на

я - виде колебаний .

Сравним

р а с с м а т р и в а е м ы е магнетро­

ны по

н а п р я ж е н и ю

возбуждения или по

пороговому

на­

п р я ж е н и ю

[1]. Н а рис.

11.15

и

11.16 представлены в

отно­

сительных

единицах

кривые

пороговых

н а п р я

ж е н и й

лебаний

Д В

и

K B

групп

д л я

12-

и 18-резонаторно-

Unop I b'пор 71

го

магнетронов

соответ­

?Лг-

ственно. И з

рисунков вид­

но,

что

н а и б о л ь ш у ю

опа­

сность

для

рабочего

вида

колебаний у 12-резона-

торного

магнетрона

пред­

ставляет

Д В

с

п=\,

а

у

18-резонаторного — Д В

с

п—2,

так

как

оба

вида

являются

низковольтны ­

ми.

П р и

этом

большее

разделение

по

порогово­

му

н а п р я ж е н и ю я - вида

колебаний

с

низковольт­

ным п а р а з и т н ы м видом

имеет место в 12-резо-

наторном

магнетроне .

И з

рисунков

т а к ж е

видно,

что

при

увеличе­

нии длины волны разде ­

ление по

пороговому

на­

Рис.

11.15.

Относительное

разде­

п р я ж е н и ю

я - вида

коле­

баний

с б л и ж а й ш и м

низ­

ление видов колебаний по порого­

вому

напряжению

в магнетроне

ковольтным

видом

Д В

разнорезонаторной

конструкции

группы

д л я

обоих

маг­

(JV = 1 2 ) ,

настраиваемом

. индук­

нетронов

ухудшается, а

тивной

кольцевой коронкой.

при

уменьшении

длины

волны

ухудшается

разделение

с б л и ж а й ш и м

высоко­

вольтным

видом

колебаний

Д В

группы.

Это и

является

основной

причиной

ограничения

д и а п а з о н а

причиной

ограничения

д и а п а з о н а

настройки

магнетрона

со

стороны

коротких

волн из-за

ухудшения

разделении

по

частоте

я - вида колебаний с KB

(/г =

1). З а м е т и м ,

что

«нулевые»

гармоники

длинноволновых

видов

колеба­

ний, т а к

ж е как и «плюс первые»

гармоники

этих

ви-