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

ние

н а п р я ж е н и я

по

длине

анодного

блока

магнетрона,

то и с к а ж е н н о е

поле

я - вида

колебаний

м о ж е т

быть

пред­

ставлено

в

виде

суммы

симметричных с о с т а в л я ю щ и х

полей

всех

видов

(в том числе

и

лнвида)

[9, 10].

3. Р а с п р е д е л е н и е

н а п р я ж е н и й

по

р е з о н а т о р а м

в сим­

метричных

резонаторных

системах

определяется сле­

д у ю щ и м и

д в у м я

соотношениями:

Un4

=

Uno

cos (^-q),

(1.16)

Vnq

=

Vn0

sin (p^-qy

(1.17)

где

n = 0,

1, 2,

N/2 — номер

вида

колебаний;

q = 0,

1,2, ... , (N—1)

— номер

резонатора .

Функции Unq

и Vnq описывают два в о з м о ж н ы х

рас­

пределения

поля

на частоте «-вида

колебаний

(так на­

з ы в а е м о е в ы р о ж д е н и е

второго

п о р я д к а ) .

Л ю б о е

иска­

женное

распределение

н а п р я ж е н и й

Uq м о ж н о

предста­

вить в виде суммы

Unq и Vnq:

n=N/2

n=N/2

U4=

£ t / n

o

c o s ^ ? ) + £

V n o S l n ( ^ L q y ( U S )

где коэффициенты Uno и

Vn0

я в л я ю т с я а м п л и т у д а м и

симметричных

составляющих .

К о э ф ф и ц и е н т ы

р а з л о ж е ­

ния

Un0

и

Vn0

определяются

обычным

дл я

метода

Фурье

способом:

N—I

9=0

N—l

Vno^-jfYi

VqS'm (^jf-q^j при n=£0

и

9=0

причем

N-l

^ c o s p ^ < / ) c o s ( ^ ^ = 0

и

9=0

N—l

<7=0

когда

тфп.

Пр и

п =

О

£

U,

и V 0 0

=

0;

при n =

N(2

N—l

и

N

( •

И

V

=

0.

4.

Отношение

а м п л и т у д

симметричных

составляю ­

щих

р а з л и ч н ы х

видов

колебаний

к а м п л и т у д е

симмет­

ричной

с о с т а в л я ю щ е й

я - вида

колебаний м о ж е т

с л у ж и т ь

мерой и с к а ж е н и я

поля

последнего.

В

приведенных

в ы р а ж е н и я х q = 0 — резонатор,

отли­

ч а ю щ и й с я

по своим

электрическим

п а р а м е т р а м

от

остальных

резонаторов .

Н а эквивалентной

схеме

систе­

мы этот резонатор м о ж е т

быть

представлен

колеба ­

тельным

контуром

с

такими

ж е

п а р а м е т р а м и ,

к а к

и

индуктивного или емкостного

х а р а к т е р а ,

подсоединен­

ной к нему. В частности,

эта реактивность

м о ж е т

быть

внесена в один из резонаторов

симметричной системы

асимметричным выходным

устройством магнетрона .

Д л я р а в н о р е з о н а т о р н ы х

систем, симметричных

отно­

вого» резонатора и через ось анодного

блока, ампли ­

туды симметричных с о с т а в л я ю щ и х

VnQ

р а в н ы

нулю.

П о э т о м у мерой «загрязненности» искаженного поля

колебаний вида я

п о л я м и

других

видов

колебаний

слу­

ж и т отношение Uno/U

N

, связанное

с

входными

про-

водимостями

системы

Yrq

и

пространства

взаимодейст ­

вия Ynq,

о п р е д е л я е м ы м и

на

щели

q-ro

резонатора,

сле­

д у ю щ и м и соотношениями:

UJU

N

=2{Yrq

+ Y N

)l(Yrq

+

Ynq)

при

нфО,

(1.19)

UJU

N

=(Yrq

+

YN

)!(Yrq

+

Yoq)

при я =

0.

— 0

-г"

Ч е р е з э к в и в а л е н т н ы е

электрические

п а р а м е т р ы

си­

стемы первое

из

соотношений

(1.19)

м о ж е т

быть

за-

писано

в с л е д у ю щ е м

п р и б л и ж е н н о м

виде:

Y

, N

^

N

~ ^ N

U N

ТЫ :

Л Yen

^

—

^

N

Чввп

- /V

(1.19')

л

- г

а с т -

Здесь

Л с п — резонансная

волна

симметричной системы

при колебаниях

вида

п

(n^N/2)\

A C J V / 2 — резонансная

Яасдг/2 — резонансная волна

асимметричной системы

при

колебания х

вида я ; YCN/Z

— волнова я

проводимость

симметричной

системы при

колебания х

вида я ;

QBHN/Z

трона

при к о л е б а н и я х

вида

л и вида

п

соответственно.

В ф о р м у л е

(1.19')

з а м е н а

отношения

волновых

про-

водимостей

отношением внешних добротностей возмож ­

на л и ш ь

в

том

случае,

когда

т р а н с ф о р м и р о в а н н а я

к щ е л я м

резонаторов

нагрузк а не

и с к а ж а е т

поля

в

про­

странстве

взаимодействия

магнетрона

и,

строго

говоря,

не зависит от частоты.

5.

П р и

произвольном

разброс е

п а р а м е т р о в

резона ­

торов

и связок

амплитуды

симметричных

составляю ­

щих

Vno,

очевидно,

не

р а в н ы

нулю . В

этом

случае

дл я

оценки

степени

«загрязненности»

искаженного

поля

и

N

„

1 en

„

(1.20)

Y

N

JV - 1

N

v

с

2

—

•S1 п ( £

- « ) ( -

1)',

V

'по

I'M

«

И

и J V - 6 1 ™

N

и

V

N

- 2 - 0

c - g - ^

с —

где

Ao)gjv/2 — смещение

резонансной

частоты системы

при

колебания х

вида

я ,

вызванное

деформацие й

q-vo

резонатора

и

q-и

секции

связок.

А н а л о г и ч н ые

в ы р а ж е н и я

д л я

р а з н о р е з б н а т о р н ы х

систем имеют более с л о ж н ы й

вид и здесь

не

приво­

дятся .

6. Р а с п р е д е л е н и е

поля

в

пространстве

взаимодейст ­

вия

симметричной

системы

на

частоте

в ы н у ж д е н н ы х

колебаний со,

близкой

к

резонансной

частоте

системы

C O C J V / 2 при я - виде колебаний, не отличается от распре ­

деления

поля

в

пространстве

взаимодействия

асиммет ­

ричной

системы,

если

р е з о н а н с н а я частота

соася/г

совпа­

д а е т

с частотой

сигнала со и реактивность,

п о р о ж д а ю щ а я

асимметрию,

вносится

в

тот

ж е

резонатор,

через

кото­

рый

система

(симметричная)

в о з б у ж д а е т с я

от

посто­

асимметричной

системы

(влияние

взаимного

располо ­

ж е н и я

р а з р ы в о в

связок,

н а с т р а и в а ю щ е г о

полого

резо­

натора и выходного устройства на величины

р а з д е л е н и я

видов

по частоте и

добротности

и

на симметрию

полей

в

пространстве

взаимодействия)

могут

быть изучены

при

исследовании

симметричной

системы

(системы

с

технологическим

р а з б р о с о м

п а р а м е т р о в )

в р е ж и м е

в ы н у ж д е н н ы х колебаний .

С ф о р м у л и р о в а н н о е

п о л о ж е н и е

проверке.

З д е с ь

мы ограничимся л и ш ь

д в у м я

приме­

рами .

На

ряс.

1.7 представлены

эскиз

разнорезонаторного

анодного

блока

магнетрона

дециметрового диапазона (а)

и

осциллограммы

поля,

снятые

на резонансных

волнах

системы

в

условиях, когда

лическая шпилька (б)

и когда в щель

большого резонатора

поме­

щена диэлектрическая

пластинка (в), а

также осциллограммы

поля

метричной

системы и в

режиме,

близком

к режиму собственных

колебаний

асимметричной

системы

(длина

волны

внешнего

сигнала

X соответствует резонансной волне

асимметричной

системы

X&CN/2)-

оказывает на эквивалентные параметры выходного

и соседних

с ним

резонаторов, наименьшее — на параметры

удаленных

резонаторов.

Опыт показывает, что даже при сильной связи внешнего

гене­

ратора (при помощи петли связи

II) с симметричной

(не связанной

с внешней

нагрузкой) системой,

осциллограммы

поля на

волнах

Л = 10,656 и

10,631 см близко совпадают

по форме

с

осциллограм-