Файл: Самсонов, Д. Е. Основы расчета и конструирования магнетронов. (Настройка. Стабилизация. Вывод энергии. Холодные измерения).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 186
Скачиваний: 0
ж е время плотность |
з а р я д а |
в луче |
р (в |
«лучевом пен |
||||
тоде») |
при у с к о р я ю щ е м н а п р я ж е н и и |
С/0 == 100 В |
и |
плот |
||||
ности |
тока / = 0,2 |
А / с м 2 |
составляет |
только |
—3,35 X |
|||
Х Ю ~ 4 |
К л / м 3 . |
И н а ч е |
говоря, при использовании |
магне- |
||||
тронного диода в качестве реактивной |
л а м п ы |
могут |
||||||
быть получены в десятки раз большие |
плотности |
про |
||||||
странственного |
з а р я д а , чем при использовании |
реактив |
||||||
ных л а м п типа |
«лучевой пентод». |
|
|
|
|
5
Рис, III.3. Настройка электронными потоками, управляемыми в диод ных промежутках «резонаторы блока — дополнительные катоды»:
/ — а н о д н ы й б л о к ; 2 — к а т о д м а г н е т р о н а ; 3 — к а т о д ы р е а к т и в н ы х л а м п ; 4 — п е т л я с в я з и с п о л е з н о й н а г р у з к о й .
М е х а н и з м токопрохождения |
в таком магнетронном |
||||||
диоде |
во многом подобен |
механизму |
токопрохождения |
||||
в обычном |
многорезонаторном |
магнетроне. Отличие со |
|||||
стоит |
л и ш ь |
в том, что магнетронные |
диоды, |
используе |
|||
мые в |
качестве реактивных |
л а м п , р а б о т а ю т |
в |
недовоз- |
|||
бужденном |
р е ж и м е . О д н а к о дл я осуществления |
эффек |
тивной электрической настройки магнетрона при данном
способе |
одного требования |
недовозбужденности |
р е ж и м а |
|||||||||||
работы |
реактивных |
л а м п |
недостаточно. |
|
|
|
|
|||||||
|
И з общих |
физических |
с о о б р а ж е н и й |
и из опыта |
мож |
|||||||||
но |
заключить, что |
магнетронный |
диод |
ка к |
р е а к т и в н а я |
|||||||||
л а м п а |
тем |
эффективнее |
работает, |
чем |
выше |
плотность |
||||||||
пространственного |
з а р я д а |
|
и электростатическая |
энергия, |
||||||||||
з а п а с е н н а я |
в |
электронном |
облаке, |
о к р у ж а ю щ е м |
катод |
|||||||||
(в |
деформированной |
электронной |
«втулке»); |
чем |
боль |
|||||||||
ше |
величина |
отношения |
кольцевого |
конвекционного то |
||||||||||
ка |
к р а д и а л ь н о м у конвекционному |
току и благоприятнее |
||||||||||||
в нем |
сочетаются |
( с к л а д ы в а ю т с я ) |
|
э ф ф е к т ы смещения |
||||||||||
частоты |
из-за |
наличия |
электронной |
|
втулки и |
реактивной |
||||||||
с о с т а в л я ю щ е й |
наведенного |
тока, |
|
|
|
|
|
|
7—453 |
97 |
И н а ч е |
говоря, |
с у м м а р н а я |
э к в и в а л е н т н а я проводи |
|||
мость |
реактивных |
л а м п Yv, |
д е й с т в у ю щ а я п а р а л л е л ь н о |
|||
электронной проводимости |
Yc, д о л ж н а |
с о д е р ж а т ь не |
||||
б о л ь ш у ю |
активную с о с т а в л я ю щ у ю |
Gv |
положительного |
|||
з н а к а |
и в о з м о ж н о |
большую величину |
реактивной состав |
л я ю щ е й |
Вр |
т а к ж е |
положительного |
з н а к а . |
|
|
|
|
|
|||||||||
Н а и б о л е е благоприятны м |
р е ж и м о м |
реактивных |
л а м п |
|||||||||||||||
(когда |
у к а з а н н ы е |
дв а |
э ф ф е к т а смещения |
частоты |
скла |
|||||||||||||
д ы в а ю т с я ) |
я в л я е т с я такой р е ж и м , |
при |
котором |
углова я |
||||||||||||||
скорость |
электронного |
|
о б л а к а |
в |
реактивной |
л а м п е |
ю,,. |
|||||||||||
меньше синхронной угловой скорости ю с , причем |
|
|
|
|||||||||||||||
|
«е = 7 л ( 1 -r2Jr2), |
|
а » С = 1 / А ( 1 |
|
|
-r2jO- |
|
|
||||||||||
З д е с ь гс(гк<.г0!^:га) |
— синхронный |
радиу с |
электронного |
|||||||||||||||
о б л а к а , |
связанный с потенциалом |
анода |
л а м п ы |
Uac, |
сле |
|||||||||||||
д у ю щ и м соотношением |
[7]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
C |
- |
r |
l |
^ |
f |
- |
^ |
^ |
f |
' |
! |
] |
' |
|
<||1Л2> |
||
П р и |
гс=га |
|
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
потенциал |
( t / a c ) |
с о о т в е т с т в у е т |
кинетической |
энер- |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
о |
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гии электрона, двигающегося у анода |
по |
окружности |
с |
|||||||||||||||
синхронной скоростью шс . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
В свете в ы с к а з а н н ы х соображени й |
в а р и а н т |
реактив |
|||||||||||||||
ных |
л а м п |
|
(рис. |
III.3,а) |
является |
невыгодным |
потому, |
|||||||||||
что при рабочих магнитных полях |
плотности |
пространст |
||||||||||||||||
венного |
з а р я д а |
и |
кольцевого |
конвекционного |
тока |
в |
ре |
|||||||||||
активных |
л а м п а х |
о к а з ы в а ю т с я |
недостаточными, |
чтобы |
||||||||||||||
вызват ь заметный эффек т смещения частоты, |
и в р а щ а ю |
|||||||||||||||||
щееся |
о б л а к о |
пространственного |
з а р я д а |
в |
любой |
мо |
мент времени подвергается у с к о р я ю щ е м у действию силь
ного ВЧ электрического |
поля с одной |
стороны катод а |
||||||
и т о р м о з я щ е м у |
действию |
с противоположной |
стороны, |
|||||
что о с л а б л я е т |
э ф ф е к т смещения частоты. О б а |
ф а к т о р а |
||||||
приводят к |
чрезмерному |
увеличению р а д и а л ь н ы х |
кон |
|||||
векционных токов и к уменьшению коэффициента |
отда |
|||||||
чи реактивных |
л а м п Ко- |
К р о м е того, такие |
реактивные |
|||||
л а м п ы о б л а д а ю т низкой |
электрической |
прочностью, по |
||||||
этому они не н а ш л и практического |
применения . |
|
||||||
Несравненно |
больший практический интерес |
представ |
||||||
л я е т в а р и а н т |
реактивных |
л а м п , у |
которых |
катоды |
раз - |
м е щ е ны в отверстиях |
резонаторов |
анодного |
блока |
||||||||||
(рис. |
I I I . 3 , 6 ) . |
Опыт |
разработки |
таких |
магнетронов по |
||||||||
казывает, что с уменьшением |
мощности |
Рк, отдаваемой |
|||||||||||
магнетроном в нагрузку, и внешней добротности |
диапа |
||||||||||||
зон |
электрической |
настройки |
магнетрона |
расширяется . |
|||||||||
|
fv/fo |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<4р |
|
|
|
|
|
|
0,999 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,998 |
ш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0,997 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
0,996 |
|
|
|
|
|
8 |
10 |
|
Up, кВ |
|
||
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Рн,кВт |
|
|
|
|
|
О-О ч |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
U-0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
к В |
|
Рис. |
II 1.4. Изменение |
кривых |
настройки |
(а), |
полезной мощности и |
||||||||
анодного тока реактивной |
лампы |
(б) в зависимости от величины сме |
|||||||||||
|
|
щения |
катода |
в направлении щели |
резонатора: |
|
|||||||
О — О — О |
с м е щ е н и е к а т о д а |
от ц е н т р а |
на 0,5 м м ; Д — Д — Л |
с м е щ е н и е к а т о д а от |
|||||||||
|
|
ц е н т р а на |
2,0 м м ; |
В = 1б00 |
Гс; |
rfKp-2,5 |
мм ; с?ар—10,0 м м . |
|
|||||
К р и в ы е перестройки частоты |
носят нелинейный х а р а к |
||||||||||||
тер и хорошо описываются п р и б л и ж е н н ы м |
соотношени |
||||||||||||
ем |
( I I I . 3 ) . Экспериментально |
установлено, |
что х а р а к т е р |
||||||||||
кривых |
настройки |
зависит |
от |
положения |
катодов |
реак |
|||||||
тивных |
л а м п . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н а рис. 111.4 представлены динамические характери стики магнетрона с одной реактивной лампой, у которой
7* |
99 |
к а т од был смещен в направлении |
щели |
резонатора |
на |
||||||||
0,5 и |
на |
|
2,0 |
мм. Рисунок у к а з ы в а е т |
на |
практическую |
|||||
возможность |
^ и с п р а в л е н и я » |
нелинейности |
кривой |
на |
|||||||
стройки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н а |
рис. 1П.5 представлены |
динамические |
х а р а к т е р и |
||||||||
стики |
магнетрона 10-см д и а п а з о н а |
с семью реактивными |
|||||||||
л а м п а м и , |
у |
которых |
катоды |
смещены |
(от |
центров |
от- |
||||
/ Л |
|
i Hi |
1 |
|
|
|
|
|
I , , А |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,993 |
|
|
|
|
|
|
|
|
31 |
|
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,986 |
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
80 |
_ |
|
|
|
|
|
|
|
0,979 |
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,972 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,965 |
О |
Z |
|
3 |
iD |
|
Uv, мВ |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Kn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-x—x-xL |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
?r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
w ^ |
*-* |
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
In |
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
Ко |
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
8 |
10 |
|
|
|
||
Рис. III.5. Характеристики |
магнетрона Ю-см диапазона с семью ре |
активными лампами, у которых катоды смещены от центров отвер
стий в направлении щелей |
резонаторов |
на 1 мм: |
В=-1900 Гс; d K p = 2 , 6 м м ; d a p - =10,0 |
мм . X — к. п . |
д . г е н е р а т о р а , |
100