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

л е н ия оптимизированных значений

параметров . Д а н н ы е

сведены в табл . VI . 4 .

Д л я

всех

образцов

неизменными

п а р а м е т р а м и

были

N=20,

£>р = 55 мм,

da

= 8 мм,

dK=5,6

мм, т = 0 , 6

мм и

А / р = 3

мм

(ход

п о р ш н я ) . При изменении

длины

анода

ha соответственно изменялась

и

длина

катода

hK.

Д а н ­

ные табл . VI . 4 свидетельствуют

о

том,

что

выходные

п а р а м е т р ы

К М

существенным

образом

зависят

от их

конструктивных

параметров .

Если число резонаторов N увеличить,

например,

вдвое, то, очевидно, оптимизированные значения

попе­

речных

размеров

K M

(da, dK,

Dv,

dv,

dR)

заметно

изме ­

нятся. Существенно

изменятся

т а к ж е и

п а р а м е т р ы

коле­

бательного

р е ж и м а

КМ .

Методика

расчета,

конструктивных

и

электрических

п а р а м е т р о в

К М

и

О К М принципиально

ничем

не

отли­

валентные

п а р а м е т р ы

стабилизирующего

резонатора

я в л я ю т с я определяющими

и д о л ж н ы

быть т щ а т е л ь н о со­

гласованы

с п а р а м е т р а м и

резонаторной

системы,

про­

странства

взаимодействия

и выходного

устройства. Ин ­

ж е н е р н а я

з а д а ч а расчета

К М и О К М , ка к и аналогич ­

ная з а д а ч а

дл я обычных магнетронов, может

быть

сфор ­

мулирована

двояко

[1]:

по з а д а н н ы м

конструктивным

п а р а м е т р а м

сложной

колебательной

системы

рассчитать

ее эквивалентные электрические п а р а м е т р ы

(Хр а б, рсиот,

Qo, SC T , Фвн) л и б о , наоборот, по з а д а н н ы м

входным и

выходным

п а р а м е т р а м

магнетрона

(Ua,

1а,

В, Р ш

Яр а б,

ностями,

которые

могут

быть преодолены л и ш ь при

разумном

сочетании накопленного

опыта конструирова ­

ния К М

и О К М

с проверенной на

практике методикой

ориентировочного

расчета

их.

Н а и б о л е е простым и

н а г л я д н ы м методом расчета

тельно к К М и О К М сущность этого метода

заключает ­

ся в следующем [27]. С помощью фиктивных

металличе ­

ских стенок коаксиальный

резонатор К М р а з б и в а е т с я на

р я д короткозамкнутых на

одном конце волноводов сек­

торного типа. Ч и с л о таких

волноводов выбирается р а в ­

ф и к т и в н ы ми

металлическими

стенками не

приводит

к нарушению

граничных

условий

д л я

колебаний

вида

Н 0 ц коаксиального резонатора,

и

секторный

волновод

м о ж н о р а с с м а т р и в а т ь как

волновод,

в о з б у ж д а е м ы й

на

ма с д л и н о й

в о л н ы ; в

— р а з д е л и т е л ь н а я

с т е н к а

а н о д н о г о

б л о к а

много

м е н ь ш е

д л и н ы

в о л н ы ;

г-—эквивалентная

с х е м а

э л е м е н т а р н о й

я ч е й к и .

резонатора д л я случая, когда учитывается

р а д и а л ь н а я

протяженность щели связи (б) и

когда

щель

связи

ап­

проксимируется

тонкой

д и а ф р а г м о й

(в).

Н а

этом

ж е

рисунке

(г)

приведена э к в и в а л е н т н а я

схема,

пригодная

д л я расчета

п а р а м е т р о в

элементарной

ячейки

К М

мето­

дом длинных

линий.

Э л е м е н т а р н а я

ячейка

сложной

колебательной

систе­

мы К М

состоит из последовательно

соединенных отрезка

секторного волновода (рис. VI . 6,а), отрезка

прямоуголь ­

ного волновода

( д и а ф р а г м ы

связи)

и отрезка

секторной

линии

(открытый резонатор

анодного

б л о к а ) . К

откры­

тому

резонатору

п а р а л л е л ь н о

подключен

з а к р ы т ы й

резо­

натор .

Р е з о н а н с н а я

частота системы я в л я е т с я

корнем

урав ­

нения

б а л а н с а проводимостей,

определенных

на

услов­

ных входных з а ж и м а х ев

эквивалентной

схемы:

5 В х о ( ( й ) + 5 в х з ( с о ) + 2 Б г л р

вз ( с о ) = 0 .

(VI.7)

Здесь

Лвхо есть

входная

проводимость

элементарной

ячейки системы,

о п р е д е л я е м а я

последовательной

транс ­

формацией проводимости Вп=оо

через

отрезок

сектор­

ного

волновода

длиной (Dp—d9)/2

к « з а ж и м а м »

щели

связи

бб и затем

(после суммирования с

проводимостью

щели

( д и а ф р а г м ы ) связи

Вя)

через

отрезок

секторной

линии

длиной / 0

к « з а ж и м а м »

открытого

резонатора

ее;

Ввхз — входная

проводимость

закрытого

резонатора;

-бпрвз — входная

проводимость

пространства

взаимодей ­

ствия

КМ, о п р е д е л я е м а я на тех ж е « з а ж и м а х » ее

и

е'е'.

При заметной толщине стенки анодного

блока

а с т

осуществляется дополнительная

т р а н с ф о р м а ц и я входной

моугольного волновода

длиной а о т .

Входные проводимости Ввх0,

В в х з

и

В п р в з

с л о ж н ы м

образом в ы р а ж а ю т с я

через цилиндрические функции, и

их определение дл я конкретных

случаев сопряжено с гро­

моздкими

вычислениями с помощью вычислительных ма­

шин. При определении

входных

проводимостей

следует

учитывать

т а к ж е

краевые емкости

на

границах

р а з д е л а

секторный

волновод — щель связи,

щель

с в я з и — о т к р ы ­

тый резонатор

и

резонаторы

системы — пространство

взаимодействия .

Корни

уравнения

(VI.7)

находятся да­

тарной

ячейки YQK

К М находится путем дифференциро ­

вания

в ы р а ж е н и я

(VI.7)

в точке Я — 1Ж:

(VI.8)

где 5v = 5B X o + 5 B X ' 3

+ 2finp вз.

Д л я приближенного

расчета эквивалентных парамет ­

димостей ЛВ хо(м) и Ввхз((±>)

м о ж н о найти

та к н а з ы в а е ­

мым методом ступенчатой

аппроксимации

неоднородных