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

К а к

известно,

магнетроны

со

связками,

особенно

настраиваемые,

неперспективны

д л я

применения

в

KB

д и а п а з о н е сантиметровых

волн.

Американский магнетрон ф и р м ы Raythlon

типа

QK313, н а с т р а и в а е м ы й индуктивной штыревой

корон­

кой, имеет,

на

н а ш

взгляд,

тот предельный

д и а п а з о н

настройки

(5,15—5,5

с м ) ,

в котором

еще в о з м о ж н о

при­

менение

т я ж е л ы х

связок.

В

этом

смысле магнетроны

ротких

волнах.

Ц е л е с о о б р а з н о

поэтому рассмотреть

их

свойства более

подробно.

Н а

рис. 11.24 представлены

экспериментальная

мо­

стие», настраиваемого индуктивной

штыревой

коронкой

(б), и кривые настройки д л я этого

блока (а).

И з анали ­

следующие

выводы:

1.

П о

мере

погружения

штырей в

торцевую

полость

и д а л е е

в резонаторы,

т. е. в

процессе

перестройки

ча­

стоты

я - вида

колебаний,

н а б л ю д а е т с я

«расщепление»

и

инверсия

видев

колебаний

K B и Д В

групп

резонато­

ров.

2.

Н а б л ю д а е т с я

большее

число

видов

колебаний

с

одинаковыми

номерами,

чем

это д о л ж н о

быть

у

дан ­

ного

блока:

вместо

двух

видов — три,

а

в

некоторых

областях и четыре вида колебаний одинакового

номера

(за исключением

я - в и д а ) .

3. Поведение кривых настройки видов колебаний, ха­

рактеризующееся

наличием

прямолинейных

асимптот

вдали от точек резкого изгиба, напоминает

поведение

кривых

настройки

связанных

контуров

при

изменении

п а р ц и а л ь н о й

частоты

одного контура

относительно

пар ­

циальной частоты другого. Только к р и в а я

я - вида коле­

баний не имеет разрывов .

4.

С

увеличением

конструктивных

п а р а м е т р о в

h и

Лт

(при

их

равенстве)

область

аномального

поведения

стройки

K B

( я = 1 )

и

я - вида

смещается

соответственно

вправо

и

вниз.

6. Д л и н а

торцевой

полости

/гт

заметно

влияет ч

на

начальный спектр частот и практически

слабо

влияет

на

х а р а к т е р перестройки

видов колебаний .

Н а и б о л е е

силь­

ное влияние

торцевые

полости о к а з ы в а ю т на

виды

ко­

лебаний

Д В

группы

с

меньшими

номерами .

7. С

увеличением

д и а м е т р а

торцевой

полости D-? точ­

ка пересечения

кривых

перестройки

K B

(п = 1)

и я - вида

смещается

по

оси

абсцисс в

том ж е направлении,

что

и точка пересечения кривых перестройки видов

колеба­

ний Д В

группы.

8. Аномальный

ход перестройки

видов

колебаний

9. Д л я

магнетрона,

имеющего полюсные

наконечники

с выступами, область

аномальной

перестройки видоз

колебаний

смещается

влево по оси

абсцисс

относитель­

тральной

части полюсов выточки

(см. рис.

11.24).

10. У анодных блоков с

полностью

открытыми

тор­

цами

(hT

— oo,

D T = o o )

инверсия

видов

колебаний

не

имеет

места:

инверсия

видов

колебаний

н а б л ю д а е т с я

только у блоков с конечными

р а з м е р а м и

торцевых

поло­

стей.

11.

С уменьшением

длины

торцевых

полостей

й т

из­

меняется

ход

кривых

настройки

Д В группы,

причем

с уменьшением

длины

анодного блока h момент инвер­

сии видов

(соответствующий

точке

пересечения

кривых

перестройки видов колебаний)

н а б л ю д а е т с я при

боль­

ших значениях

hT.

Т а к и м образом, инверсия

видов

колебаний

обуслов­

лена

геометрическими

р а з м е р а м и

торцевых

полостей

С

другой

стороны, из

соображени й

вибропрочности

узла

настройки

и виброустойчивости

магнетрона боль­

ш а я

длина

штырей н е ж е л а т е л ь н а . Опыт

подсказывает,

что

при

конструировании

коронки

со

ш т ы р я м и началь ­

ную длину штырей /0 следует выбирать

приблизительно

равной А,д.ч/4.-

14.

П р и

правильном

выборе

п а р а м е т р о в

отверстий

в полюсе

с?отв

и штырей

с ? щ т ( й ш т ~ 0 , 7 с ? о т в )

п а р а л л е л ь ­

волны, длина которой приблизительно равна

удвоенной

длине ш т ы р я / ш Т .

15. Необходимым условием параллельно й

перестрой­

ки видов колебаний является симметричная

настройка

частоте

с

погружением

штырей

в резонаторы

уменьша ­

ется. П р и

настройке

ж е

только

м а л ы х

резонаторов раз ­

деление

по частоте

увеличивается,

что

м о ж е т

привести

к ухудшению разделени я видов

по

н а п р я ж е н и ю .

16. Эффективность настройки магнетрона зависит от

отношения п л о щ а д и

поперечного сечения штырей

к пло­

щ а д и поперечного сечения индуктивной части

резонато­

ров

(в

р а с с м а т р и в а е м о м

случае — отверстий

резонато­

ров) .

Ч е м

больше

это отношение, тем шире диапазо н

настройки . С л а б е е

влияют формы резонаторов и шты­

рей. П р и д а н н о м способе

настройки

м о ж е т быть

достиг­

нута перестройка частоты в диапазоне 20—25%.

17. И н д у к т и в н а я

ш т ы р е в а я

коронка

о б л а д а е т

более

высокой электрической прочностью, чем емкостная .

Теперь дади м с а м у ю о б щ у ю

оценку

способам

меха­

нической

настройки

магнетронов:

1.

П о

р я д у свойств

способы

индуктивной

настройки

ной

настройки.

2.

И з способов индуктивной настройки магнетронов

тактико-технических

д а н н ы х а п п а р а т у р ы .

В

системах,

р а б о т а ю щ и х

па

строго

фиксированной

частоте,

к магнетрону

п р е д ъ я в л я ю т с я особые

требования

по стабильности

частоты генерируемых

колебаний,

реа­

л и з о в а т ь

которые весьма трудно (из-за

д е ф о р м а ц и и

связок,

резонаторной

системы,

распыления

м а т е р и а л а

связок

и сегментов

(ламелей)

анодного

блока и т.

д . ) .

тронов

с

подстройкой частоты.

Л ю б а я

система

механической

(ручной или

автомати ­

ческой)

подстройки

магнетрона с л у ж и т д л я

обеспечения

длительной

работы

его

на

строго

з а д а н н о й

частоте.

В системах,

р а б о т а ю щ и х

с

быстрой

перестройкой часто­

ты, к

магнетрону п р е д ъ я в л я ю т с я

особые требования

по

быстроте перестройки частоты. Необходимость

быстрой

перестройки

частоты

магнетрона

диктуется

г л а в н ы м

об­

р а з о м требованием помехозащищенности,

п р е д ъ я в л я е ­

мым

к

современным

Р Л С .

П р и

быстрой

перестройке

кации,

как

борьба с явлением м е р ц а н и я или

пропада ­

ния

цели,

взаимное

влияние

р а д и о л о к а т о р о в ,

сравни­

тельно

близко

р а с п о л о ж е н н ы х

друг

от

друга,

кодиро­

вание

сигналов

и

др .

Т а к определилось направление конструирования

маг­

нетронов с быстрой механической перестройкой

частоты.

Л ю б а я

механическая

система

быстрой

настройки

магнетрона

с л у ж и т

д л я

обеспечения

быстрого

измене­

ния

частоты (не

менее

одного

полного

цикла

изменения

частоты за

одну

секунду)

по

строго

з а д а н н о м у

закону

в течение

длительного

времени

непрерывной

работы

магнетрона .

Обратимся к примерам.

На

рис. ИЛ,л

схематически

показана

одна

из

модификаций

спо­

нетрона (N=12)

со связками (связки

на рисунке не

показаны)

в диапазоне 1%

с крутизной подстройки

частоты 0,2%

на 1 мм*.