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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 208

Скачиваний: 0

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

баний Ця-вида

ОнЦл

заметно

с н и ж а е т с я ,

а

добротность

Ки-вида

Qi i K j c

резко

возрастает,

что

приводит к срыву

колебаний на Цтс-виде и к „перескоку" на Ктс-вид.

Сопоставляя

кривые

2

рис.

V . 8

с кривыми А Ц Я ( / ) и

А К ] [ ( / )

рис. V . 7 ,

замечаем,

 

что

в области

частот, где

коэффициенты

стабилизации

5 С Т Ц ] 1

и S c t K x

большие (боль­

шие крутизны

кривых настройки),

величины

нагруженных

добротностей

Q H U J I И

Q h K i c

т а к ж е большие,

и

наоборот.

И з

рис. V.9 и

V . 1 0 видно,

что

п а р а м е т р ы

д и а ф р а г м ы

связи (при не очень малых Ад ) слабо влияют на диапа ­ зонные характеристики системы при Ц я - в и д е колебаний

(особенно в области собственной волны

анодного

блока

Ко и)

и

заметно

в л и я ю т

на

характеристики

системы

при

Д я -

и Kjt-видах

колебаний .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

Ад —-Ю

'разделение

Ц я - в и д а

с Д я - в и д о м

стано-

вится

минимальным,

Ц я - в и д слабо

 

перестраивается,

 

 

 

 

 

а К я - в и д

почти

не

ста­

 

 

 

 

 

билизируется

 

полым

 

 

 

 

 

резонатором,

что

не­

 

 

 

 

 

благоприятно

о т р а ж а ­

 

 

 

 

 

ется

на

стабильности

 

 

 

 

 

колебательного

 

режи ­

 

 

 

 

 

ма

магнетрона.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О п т и м а л ь н а я

длина

 

 

 

 

 

индуктивной

части диа­

 

 

 

 

 

ф р а г м ы

связи

 

 

А д =

 

 

 

 

 

=

18

мм. С

увеличени­

 

 

 

 

 

ем

ширины

щели

связи

 

 

 

 

 

йУд

(эквивалентная

ем­

 

 

 

 

 

кость

 

С д

уменьшается)

 

 

 

 

 

разделение

по

частоте

 

 

 

 

 

м е ж д у

Ц я

и Кя - вида -

 

 

 

 

 

ми

колебаний

несколь­

 

 

 

 

 

ко

увеличивается .

 

1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 1,ММ .

184

Рис. V.10. Кривые настрой­ ки магнетрона при колеба­ ниях я-вида в зависимости от длины индуктивной части диафрагмы связи /гд , равной

18 мм (/), 10 ,мм (2),

0 мм (3).

ш>д =1,8; 6 = 8,5 м м ; а = 1 3 , 0 м м .

При этом, однако, соотношение между Q H K K и Q H U I C не способствует стабильной работе магнетрона на коле­ баниях Ця-вида. Оптимальная ширина щели связи wA =

=1,8 мм.

Рис. V.11 иллюстрирует поведение кривых настройки магнетрона в зависимости от диаметра полого резонато­ ра Dp. Из рисунка видно, что с уменьшением диаметра

Х.см

\ 2 \

\

/

 

Ч

\ /

L2

&К7Г

о

1

г

з

, ь

Рис. V.11. Кривые настройки магнетрона для разных диаметров по­ лого резонатора £>„:

1)49 м м ; 2) 40 мм .

полого резонатора Dv, т. е. с уменьшением его резонанс­ ной волны, диапазон настройки системы на Кя - и Цл - видах колебаний в сторону коротких волн расширяется

(более заметно для К я - в и д а ) . Соответственно увеличи­ ваются наклоны кривых настройки на длинноволновых

участках

д и а п а з о н а

настройки

(более

заметно

дл я Ц л -

в и д а ) , и величина

рабочего

хода элемента

настройки А/

сокращается, что

ухудшает

эксплуатационные

характе ­

ристики магнетрона.

 

 

 

 

 

 

М о ж н о

показать,

что чем

больше

наклон

кривой

^м(со) и чем меньше, наклон

кривой ^р((о), тем

меньше

коэффициент стабилизации

дл я

Ц я - в и д а

5 с т Ц ] г

в точ-

135

ке К = Хом. Н а к л о н ж е кривой входного сопротивления колебательного контура в резонансной точке пропорци ­

онален его волновому сопротивлению . Поэтому

для обес­

печения устойчивой

работы

магнетрона на Ц я - в и д е коле­

баний в д и а п а з о н е

волн

более 5% ж е л а т е л ь н о

волновое

сопротивление системы

р с

выбирать

по возможности

большим, а волновое

сопротивление

полого резонатора

р р — по возможности

м е н ь ш и м .

 

 

Рис. V.12. К экспериментальному определению величин приращения ДЛц^ и Акр, входящих в формулу (V. 12).

Уменьшение

величины р р целесообразно

производить

за счет уменьшения аксиальной длины

стабилизирующе ­

го резонатора

hv.

 

 

 

 

 

 

Опыт подтверждает высказанные соображения: маг ­

нетрон с увеличенным

волновым

сопротивлением

р с (до

6 Ом) и уменьшенным

волновым

сопротивлением

полого

резонатора р Р

( / i p = 4,5

мм, D p

= 49 мм)

устойчиво

рабо ­

тал

в диапазоне 8%:- Пр и этом коэффициент стабилиза ­

ции

( 5 с т Ц я . ) х = х

был равен 1,3.

 

 

 

 

Заметим, что коэффициент

стабилизации

5 с т Ц т с в

точке

Я =

Я 0 м может

быть определен

по

формуле

 

 

 

( S C T U J X = X o m

Г Г д ^ / Д Л р '

 

( V - 1 2 )

186

187

где ДЯЦ т с

— приращение

резонансной длины

волньГсистемы

соответствующее перемещению

поршня

на

величину А 1 ;

А Я Р — 'приращение резонансной

волны

полого

 

резонато­

ра, соответствующее п е р е м е щ е н и ю

п о р ш н я А 1 на

ту ж е

величину.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис . V.12 иллюстрирует способ экспериментального

определения величин ДЯЦ 1 с и АЯР по кривым

настройки

магнетрона и полого резонатора . При этом

кривая

Я Ц х ( / )

снимается обычным путем, а к р и в а я

 

— п р и

закоро ­

ченной щели связи. В последнем случае

полый

резонатор

оказывается очень слабо с в я з а н н ы м с

анодным

блоком .

Поэтому

ветви кривой

настройки

такого

с л а б о

связан ­

ного резонатора с достаточно большой точностью вос­

производят

 

кривую

Я р ( / ) д л я изолированного

(от

анод­

ного

блока)

резонатора, за

исключением узкой

области,

где

частота

вынужденных

колебаний полого

резонатора

совпадает

с

собственной

частотой

анодного

блока.

 

Д и н а м и ч е с к и е

характеристики

магнетрона,

удовле­

творяющего

требованиям,

сформулированным

в н а ч а л е

п а р а г р а ф а , представлены

на

рис. V.13.

 

 

 

 

3. Прочие способы асимметричной настройки

 

 

 

магнетронов внешним

резонатором

 

 

 

К ним относятся способы, в

которых полый резона­

тор непосредственно не с в я з а н с анодным блоком

маг­

нетрона.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Некоторые

варианты

таких

 

магнетронов

описаны

в р а б о т а х

(4,

48] в

связи

с

проблемой с т а б и л и з а ц и и ча­

стоты магнетронов. О д н а к о

к а к

 

способы они

не

пред ­

ставляют

особого

интереса

из-за

узкополосности

(диа­

пазон настройки не свыше 1 % ) и критичности выходных

параметров

магнетрона к изменению п а р а м е т р о в

полого

резонатора,

передающей линии и нагрузки .

 

Н е с м о т р я

на отмеченные недостатки, т а к и е

магне­

троны могут найти применение на практике как стаби­

лизированные

магнетроны

с подстройкой

частоты.

С этой

целью

в конструкции

полого резонатора или

анодного

блока

д о л ж е н быть

предусмотрен

подвижный

элемент для осуществления механической подстройки

частоты

магнетрона .

Рис.

V. 14 иллюстрирует способ механической под­

стройки

частоты стабилизированного магнетрона, в ко-

188

 

Рис. V . i4 .

Стабилизирующий ре­

зонатор . включен в

выходное

устройство

магнетрона:

/ — а н о д н ы й

б л о к ;

2 — к а т о д ; 3 — ста ­

б и л и з и р у ю щ и й р е з о н а т о р ;

4— т р а н с ­

ф о р м а т о р

с о п р о т и в л е н и й ; 5 — ш т ы р и

ко р о н к и .

тором перестройка частоты достигается обычным путем

(введением в

резонаторы

г* М

анодного блока

индуктивной

 

штыревой коронки), а стабилизация частоты осуществ­ ляется с помощью полого резонатора, настроенного на

фиксированную

волну

(на среднюю волну

диапазона

настройки

нестабилизированного магнетрона)

и

вклю­

ченного м е ж д у анодным блоком и выходным

устройст­

вом магнетрона .

 

 

 

 

Такой

способ

настройки стабилизированного

магне­

трона обладает рядом

преимуществ:

 

 

—может быть осуществлен в конструкции любого серийно выпускаемого магнетрона с механической пере­ стройкой частоты;

—обеспечивает приблизительно на порядок более вы­

сокую, чем у обычных

магнетронов,

стабильность

часто­

ты при одновременном

воздействии

нескольких дестаби­

лизирующих факторов .

 

 

 

Д л я импульсных магнетронов 3-см диапазона,

напри­

мер, нестабильность генерируемой частоты при одновре­

менном .воздействии различных факторов

составляет

50—70 МГц .

 

 

 

 

 

 

В ряде случаев при использовании

стабилизирующе ­

го резонатора

в сочетании с

термокомпенсирующими

устройствами и

ферритовыми

р а з в я з к а м и

удается по­

низить с у м м а р н у ю относительную нестабильность

часто­

ты до величины

(1—2) -10~4 , т. е. почти

на два п о р я д к а .

Если с у м м а р н а я нестабильность частоты не превы­

шает

10—20 МГц, то стабильность

(1—2)-10~4

может

быть

достигнута

при использовании

одного

лишь

полого

резонатора (без использования

ферритовой

развязки и

те р м о к о м п е и с а т о р а ) .

Та к и м образом, при прочих равных условиях с у м м а р ­ ное действие термокомпенсатора и ферритовой р а з в я з к и сводится к увеличению частотной стабильности магне­ трона приблизительно в 3 раза . Выбег частоты стабили-

Смотрите также файлы