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

Скачать файл (11,94Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 152

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

На основе приведенных Здесь данных можно сформулировать общие и частные свойства входных характеристик различных типов резонаторных систем магнетронов.

1. Нулями функций 2„х(<в) И УПХ(И)) являются резонансные частоты видов колебаний в нагруженных системах. Эти частоты находятся как точки пересечения кривых входного сопротивления

(входной	проводимости) с осью частот (длин волн).
2. Полюсами		функций	ZB X (tt>) и	УВх(а>) являются	частоты, при
которых	функции	Z B X ( W )	и Fnxfto)	обращаются в	бесконечность.

Иногда эти частоты называют «антирезонансными». В окрестности

полюсов

функции. ZBX(a>)

резонаторная

система

ведет

себя

(на

внешних

«зажимах»,

рис. 1.1) как параллельный

колебательный

кон

тур, а в окрестности

полюсов функции

УВ х(со)

(на внутренних

«за

жимах») — как последовательный

колебательный

контур. Для одних

и тех же

«зажимов»

функции Z B x ( w )

УВ х(со)

связаны

обратной

зависимостью.

3. Каждому виду колебаний соответствует один нуль и один

полюс. Иначе говоря, в области

существования

вида

колебаний

входное

сопротивление

системы

без потерь

один

раз

обращается

в нуль и один раз —• в бесконечность.

4. Нули и полюсы

видов колебаний

на

оси

частот

строго

чере

дуются: два нуля и два полюса не могут располагаться на оси частот рядом; появление (исчезновение) одного нуля сопровождается

появлением		(исчезновением)				полюса, и наоборот. С учетом поведе
ния функций			ZBX(<B) и		F B X ( W )		при	to—>-0 и		со—>-оо число нулей
всегда равно числу полюсов.
5.	Производная функция					Хзх(а>)		и	бвх(со)	по частоте всегда
положительна
6.	Волновое			сопротивление			системы		Z C и	волновая	проводи
мость	У С через			производные		функций		ZBx((i>)		И УВ Х(<Й)	на резо
нансных частотах различных						видов колебаний (в нулях) выражаются
следующим		образом:
											( 1 . 9 )
											( 1 . 1 0 )
Здесь	<Во2п-1 — резонансные частоты различных									видов колебаний —
нули	функций		Znxfco) и		Увх(со)		(рис. 1.1.); Z c			n и У с п — с о о т в е т

ственно волновое сопротивление и волновая проводимость системы,

возбуждаемой	от постороннего	генератора	на	частоте	колебаний
я-вида; л—1, 2, 3, . . .
Волновое	сопротивление p c n	[1] связано	с	волновым	сопротив
лением Zcn, определяемым через		крутизну наклона функции ZB x(co)
в нулях, следующим соотношением:
		(2я)2 р			(1 . 11 )

Где	р — волновое сопротивление			одного	резонатора; р с			— волновое
сопротивление			системы при колебаниях		вида n(n = N/2);			N — число
резонаторов.
	7. Внешняя добротность системы Q„HH при						колебаниях «-вида
определяется			следующим соотношением:
			(dXw/dto)		7		т
	О	_ 1	ш	т ='%2п-1 = ± ^		д	N	/I ,оч
	« . л , - - 2 - » . » - .				^		^ в н .	U-12)
где	Явнп	— величина активного		сопротивления,		вносимого в резона

тор связи системы с нагрузкой при и-виде колебаний. В частности,

при RBH = Z0	(когда	система	нагружена	однородным		низкоомным
волноводом,	согласованным с		оконечной	активной	нагрузкой) соот
ношение (1.12) становится более простым:
	QBHn =	'4-w0 2n	-i(dA'I 1 H u p/rfu))i e = m		•	(1.12')
		^		02л-1

Таким образом, внешняя добротность системы при любом виде колебаний прямо пропорциональна производной от приведенного

входного сопротивления системы по частоте в нуле функции	Хвк п р .
Для простейших колебательных контуров QB „ выражается через
Хвх пР и расстройку (<1)/соо) — (Шо/со) следующим образом:
Q B H = [ ^ X „ P ( ^ - ^ ) ] _ 1	(i.i3)
для параллельного колебательного контура и
Q r a = * = * n p / ( ^ - ^ )	(1.14)

для последовательного колебательного контура.

8. Разделение видов колебаний по частоте определяется взаим

ным расположением по шкале частот нулей функций		ZBX(ti>)	или
Увх(ш). Так, разделение	по частоте между л-видом	(n=N/2)	и
ближайшим паразитным	видом колебаний (n = N/2—1)	определяется

разностью частот w0i5 и со01з для 16-резонаторной системы без свя

зок (рис. 1.3) или разностью длин	волн Хщ и	Лоз	(рис. 1.5) для
системы со связками.
9. Поведение системы вблизи резонансных частот различных
видов колебаний может быть описано	функцией ZBX((o)		или	Увх(ы)
с одним нулем и одним полюсом. Чем больше нулей и полюсов взя
то в выражении (1.5), тем точнее функция ZBX(a>)		описывает		экспе

риментальную зависимость входного сопротивления реальной систе мы от частоты (рис. 1.5).

10.	Резонансная частота системы при любом виде	колебаний
может	изменяться лишь между двумя соседними полюсами, как
бы ни	была велика величина внешней реактивности,	вносимой

в систему через выходной резонатор. Иначе говоря, функция вход

ного сопротивления ZBX(a>) позволяет оценить максимально	возмож
ный диапазон настройки магнетрона.
11. По мере ослабления связи резонаторной системы с нагруз
кой нуль и полюс каждого вида колебаний сближаются	между
2—453	17

собой до полного совпадения. Частоты, при которых наступает совпадение нуля с полюсом (в результате постепенного ослабления связи), соответствуют собственным частотам видов колебаний, опре деляемых для каждой системы из соответствующей дисперсионной характеристики. Имеют место, однако, случаи, когда и при сильной связи нагрузки с выходным резонатором функция ZB x(co) быстро из меняется с изменением частоты, проходя все значения от 0 до оо в узком интервале частот. При этом н соседних интервалах функция

Рис. 1.6. Качественный ход кривых входной проводимости резонаторных систем магнетронов, отнесенной к щели резонатора со стороны пространства взаимодействия:

а — д л я р а з н о р е з о н а т о р н о г о м а г н е т р о н а ; б — д л я м а г н е т р о н а со с в я з к а м и .

ZBX(M) изменяется медленно. Это явление наглядно иллюстрировано

рис. 1.4. Вблизи Я,=9,4 см фаза и, следовательно, функция ZB%((£>) настолько резко изменяются, что нуль и полюс можно считать прак тически совпадающими. Как показал опыт, данный нуль и данный полюс охватывают область существования ненагруженного дублета ближайшего к я-виду паразитного вида колебаний.

12. По входной характеристике ZB X fco) можно произвести коли чественную оценку величины так называемой минимальной внешней добротности резонаторной системы QBH МИН. При данном числе резо наторов и известной величине разделения видов колебаний по часто-

Те для каждого вида существует минимальное значение внешней добротности <2вн мин. которое не может быть снижено при любой величине активной нагрузки, трансформируемой в систему извне че рез выходной резонатор.

В. Н. Готгельф [9] рассчитал, что минимальное значение внеш ней добротности системы при колебаниях л вида может быть вычис лено из следующей приближенной формулы:

Фвя*ин=^'3мк /|юя — M W 2 _ , | ,

(1.15)

где <ол—резонансная частота системы при я-виде колебаний; co^y^—i—

частота ближайшего к я-виду коротковолнового вида колебаний. Так, для 10-см магнетронов со связками, характеристики которых представлены на рис. 1.4 и 1.5, минимально возможные значения внешних добротностей Q B H мин равны соответственно 18 и 25.

Формула (1.15) может быть использована на практике для ко личественной оценки минимальной величины внешней добротности QBH МИН при использовании магнетронов в качестве регенеративных усилителей.

На рис. 1.6 представлены качественные зависимости входных проводимостей от частоты («на зажимах» ББ, рис. 1.1) для разнорезонаторных магнетронов (а) и магнетронов со связками (б).

В большинстве случаев резонаторная система магнетрона связана асимметрично с внешней нагрузкой. Поэтому для практики важно знать свойства таких систем.

4. Свойства асимметричных резонаторных систем

магнетронов

А с и м м е т р и ч н ы ми резонаторными системами магне

тронов называютс я такие системы, у которых хотя				бы
один	из резонаторов отличается	по своим	п а р а м е т р а м
от остальных . В этом смысле		системы с технологиче
ским	разбросом п а р а м е т р о в	резонаторов,	т. е.	все

реальные анодные блоки, являются , строго говоря,


асимметричными		системами .
Более сильная степень асимметрии резонаторной си
стемы может быть вызвана :
—	асимметричным выходным устройством (выход
ным	устройством,	связанным			с одним		р е з о н а т о р о м ) ;
— асимметрично н а с т р а и в а ю щ и м или стабилизирую
щим систему полым			резонатором;
—	р а з р ы в а м и	связок.
Н а и б о л ь ш е е значение				имеют те		нарушения			симмет
рии системы, которые в ы з ы в а ю т с я реактивными									внеш
ними	элементами .	Д а ж е		при	а н а л и з е		влияния	на резо-
наторную систему			асимметричного			выходного		устройст
ва в	большинстве		случаев		следует учитывать л и ш ь
реактивную с о с т а в л я ю щ у ю					сопротивления,			вносимого

в систему.

П р и

значительных

н а р у ш е н и я х

симметрии

внешними

элементами,

технологическим

р а з б р о с о м

па

р а м е т р о в резонаторов

системы

м о ж н о

пренебречь и

р а с с м а т р и в а т ь

ее

как

симметричную систему с

номи

н а л ь н ы м и

р а з м е р а м и

резонаторов .

Н а п р о т и в ,

при

ана

лизе

искажений

поля,

в ы з в а н н ы х

р а з б р о с о м

парамет

ров резонаторов и связок, целесообразно

р а с с м а т р и в а т ь

систему,

свободную

от

связи

с внешними

элементами .

П р и

описании

ж е общих

свойств

резоняторных

систем

магнетронов

различие

м е ж д у внешними

внутренними

источниками,

п о р о ж д а ю щ и м и

электрическую

асиммет

рию, я в л я е т с я несущественным . Оно

состоит л и ш ь

сте

пени

влияния

вносимых

систему

реактивностей

(внеш

них

и внутренних,

п о л о ж и т е л ь н ы х

отрицательных)

на

распределение

э л е к т р о м а г н и т н ы х

полей

пространстве

взаимодействия магнетрона, на резонансные частоты и

волновые

сопротивления

(проводимости)

системы

при

к о л е б а н и я х

р а з н ы х

видов

основного

спектра,

а т а к ж е

на

величины собственных

и внешних

добротностей .

И з

общих

свойств

асимметричных

систем

наиболее

в а ж н ы м и я в л я ю т с я :

1. П р и

изменении

эквивалентных

электрических

па

р а м е т р о в

хотя

бы

одного

резонатора

симметричной

си

стемы

(изменением

геометрических р а з м е р о в

резонато

ра или внесением в него

реактивности извне)

частоты

всех видов

колебаний

с м е щ а ю т с я ,

р а з д е л е н и е

по часто

те

м е ж д у

в и д а м и

колебаний изменяется,

электромаг

нитные

поля

и с к а ж а ю т с я ,

связь

м е ж д у

р е з о н а т о р а м и

изменяется .

2. В

и с к а ж е н н о м

поле

я - вида

колебаний

присутст

вуют пространственные гармоники других видов коле


баний.	И н а ч е		говоря, и с к а ж е н н о е		поле	я - вида колеба
ний м о ж е т		быть представлено		в виде суммы полей видов
колебаний		симметричной системы.
И з общей теории полых				резонаторов			известно, что
если	найдена		к о н ф и г у р а ц и я	полей,		соответствующих
н о р м а л ь н ы м			(не с в я з а н н ы м	м е ж д у	собой)		к о л е б а н и я м

полости, то электромагнитное поле этой полости при

измененных			граничных условиях м о ж н о				представить
как	сумму полей			н о р м а л ь н ы х	видов	колебаний системы .
В	магнетроне такой полостью я в л я е т с я пространство
взаимодействия .
	Т а к	к а к	д л я	основного	спектра	видов	колебаний
имеет		место	приблизительно		симметричное		распределе -

Смотрите также файлы

Курганский базовый Медицинский колледж Дневник по учебно производственной практике Отделение Хирургическое.docx

Возрастая анатомия, физиология и гигиена, в которой дайте представление об этих науках и важности знаний этих наук в профессиональной деятельности воспитателя.rtf

MRMC.docx

1. с какой целью проводится обработка рук хирургом Хирургическая обработка рук является важной и ответственной процедурой.pdf

Задание Какие из перечисленных дел рассматриваются в порядке особого производства.docx

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

Смотрите также файлы

Информация

Списки файлов

Дополнительно