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

зированного .Магнетрона в

1,5—2

р а з а

меньше, чем «е-

стабилизированного

магнетрона.

Приведем основные соотношения и результаты динамических

испытаний

для

магнетрона,

схематически

изображенного

на

рис.

V.14.

Параметры

и характеристики

нестабилизированного магнетрона:

число резонаторов

N=\8,

резонаторы типа «щель-отверстие»; волно­

вое

сопротивление

системы р с = 3 Ом; диапазон

перестройки

часто­

ты ±2,5%; мощность в импульсе

Р н = 250 кВт; коэффициент

полез­

ного

действия

г|=35%;

коэффициент

затягивания

частоты

F~

« 1 5

МГц;

коэффициент

электронного

смещения

частоты

е =

=0,5

МГц/А; скважность

Q = l ООО; выбег частоты

~6—8 МГц.

Если между

выходным резонатором анодного

блока и выходным

стот анодного

блока /о м и полого

резонатора / р

справедливо следу­

ющее приближенное

выражение

для

коэффициента

стабилизации

5 С т

магнетрона:

S C

I =

к—•—

И ,

(V.13)

2 Z o P c / V 2 ( l - ^ / A K 2

p ) i = > o M ^ p

где

Z 0

— волновое сопротивление

стабилизирующего

отрезка волно­

вода;

Ri и Xi — активная и реактивная составляющие

сопротивле­

ния,

вносимого

в полый

резонатор 3

нагрузкой

через

выходной

трансформатор

4 (рис. V.14); п — число полуволн, укладывающихся

на длине стабилизирующего отрезка волновода.

Выражение (V.13) получено в результате подсчета величины

отношения

приращений

реактивных

составляющих

сопротивлений

AXi

и АХ2,

вносимых

в

нестабилизированный и

стабилизированный

блока соответственно на величины Д/ч и Af2:

S C T = A / I / A F 2 = A X I / A X 2 .

(V.14)

Если Zg>/*f + Х\, то (V.I3) упрощается:

5

" ° 2

^ м " - ^ р 1 + ь

< v - ' 3 ' »

Формула

(V.13')

дает

близкие

к опытным

данным

значения

S C T

уже при S C T >2 . Из

этого соотношения следует, что 5 С Т

увели­

чивается с увеличением

параметров

стабилизирующего

резонатора

Zo и п, а также с уменьшением

параметров резонаторной

системы

N и р с . Поэтому

для

получения

больших

величин

S C T

(при

задан­

ных

величинах

п,

N

и

рс)

целесообразно

использовать

в

качестве

к передающему

тракту для величины 5 С Т

также может

быть найдено

выражение,

аналогичное

(V.13).

Задавая

величину AXi

и

вычисляя

или

измеряя

величину ДЛ'г

для любого

конкретного случая присоединения полого

резонатора

к передающему тракту, можно вычислить коэффициент

стабилиза­

ции SC T, воспользовавшись

общим

соотношением (V.14).

Д и а п а з о н

настройки

стабилизированного

магнетро­

на А/мр, осуществляемой

за счет

изменения

параметров

полого

резонатора

(при

неизменных

собственных

пара ­

метрах

анодного б л о к а ) ,

связан с д и а п а з о н о м

настройки

того

ж е

магнетрона

AfMC,

но

осуществляемой

обычным

механическим

способом

(при

неизменных собственных

п а р а м е т р а х стабилизирующего

р е з о н а т о р а ) ,

следующим

соотношением:

Л / м р = Д / м с ( 5 с т - 1 ) .

(V . 15)

В

данном

случае

коэффициент

стабилизации

5 С Т

настройки в точке Я — Я о м = Я р д л я

стабилизированного и

нестабилизированного

магнетронов.

Если одновременно

изменяются

и п а р а м е т р ы стаби­

риной диапазона перестройки частоты д л я

нестабилизи­

рованного

магнетрона .

Н а

рис. V . 15

приведены £ F " , M Ч —

.

—

максимально

д о с т и ж и м ы е

диапазоны

перестройки

ча­

стоты,

у с т а н а в л и в а е м ы е

по

устойчивой

работе магнетро­

на

независимо

от

величины

Рис. V.15. Зависимость диапазона

перестройки

частоты

Д/мс

от

коэффициента

стабилизации

S C T

для

магнетрона

3-см

диапазона

с неперестраиваемым

полым

резо­

натором.

относительного перепада

мощности. Пр и этом

собствен­

ная частота

.полого резонатора / р

всякий

раз

в ы б и р а ­

лась приблизительно равной средней частоте

д и а п а з о н а

настройки нестабилизированного

магнетрона .

Если ж е

д и а п а з о н настройки магнетрона ограничить

частотами,

для которых

о т д а в а е м а я

мощность Р н

на

20%

меньше

отдаваемой

мощности

в

оптимальной

точке

Ра

о п т , то

д и а п а з о н перестройки

частоты

при SC T

= 5 составит око­

л о 50 МГц, что приблизительно

в 10 раз меньше

диапа ­

зона настройки нестабилизированного

магнетрона .

Замечено,

что при одинаковых

входных

п а р а м е т р а х

го магнетронов

их д и а п а з о н ы настройки

и

величины

м а к с и м а л ь н ы х

отдаваемых мощностей р а з л и ч а ю т с я

при­

близительно в 5 С Т раз:

н е с т / А / с т ~ SCT, Рн н е с т . м а к с / ^ н с т . м а к с

~ 5 С Т .

П р и этом предполагается, что стабилизирующий

резо­

натор настроен

на фиксированную частоту

и

включен

1

4640

145

5,0

3,0

0,09

4,0

4950

200

5,0

3,0

0,09

2

3700

80

8,6

1,75

0,09

3,5

4400

120

8,6

1,75

0,09

3

4440

140

6,0

2,5

.

5200

135

6,0

2,5

5740

90

6,0

2,5

4

4800

100

5,0

3,0

0,13

5,0