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

Если после экспериментальной проверки

окажется,

что величина коэффициента затягивания частоты F вы­

ходит

за

допустимые

пределы

на

одном краю

диапазо ­

на или д а ж е во всем

диапазоне

перестройки частоты,

то

необходимо внести поправки в соответствующие

размеры

т р а н с ф о р м а т о р а .

П р и внесении

поправок

в

расчетные

р а з м е р ы

т р а н с ф о р м а т о р а рекомендуется

руководство­

ваться

следующими

соображениями, вытекающими

из

свойств ступенчатых

трансформаторов:

1.

Увеличение

(уменьшение)

з а з о р а

d3

приводит

настройки

магнетрона .

2. Если требуется увеличить коэффициент

затягива ­

ния

частоты F на длинной (короткой) волне диапазона,

то

длину

к а ж д о й секции т р а н с ф о р м а т о р а или

одной из

3. Если, наконец, требуется, чтобы коэффициент

за­

тягивания частоты F б ы л б о л ь ш е в

середине д и а п а з о н а ,

.чем на его краях, то число секций

т р а н с ф о р м а т о р а

сле­

дует выбирать четным

(2, 4, . . . ) , а

их

длину — близкой

к четверти длины волны в волноводе,

соответствующей

средней волне д и а п а з о н а настройки

магнетрона КСр-

Т а к и м образом, выбором числа

секций

ступенчатого

т р а н с ф о р м а т о р а , д л и н ы

секций и величины

зазоров в

них

и з а т я г и в а н и я

частоты в д и а п а з о н е

настройки

магнет­

рона.

5. Расчет частотных характеристик

трансформаторов

с плавным изменением волнового сопротивления

Условимся

т р а н с ф о р м а т о р ы

с плавным изменением

волнового сопротивления именовать «плавными» (в отли­

чие от ступенчатых) . П л а в н ы е

т р а н с ф о р м а т о р ы ,

как и

ступенчатые, конструируются из коротких отрезков ко­

аксиальной или волноводной линий передач с

з а д а н н ы м

законом изменения волнового сопротивления,

определя ­

емым образующей

т р а н с ф о р м а т о р а .

Аналитический расчет частотных характеристик

п л а в ­

ных

т р а н с ф о р м а т о р о в , основанный на решении телеграф ­

ных

уравнений д л я

неоднородных линий передач,

пред-

с т а в л ен в ряде работ, в

том числе в [91 —103]. В этих

р а б о т а х р а с с м а т р и в а ю т с я

отрезки линий с параболиче ­

ским,

гиперболическим,

экспоненциальным,

линейным,

вероятностным и другими

з а к о н а м и изменения

волнового

сопротивления.

Из

всех типов плавных

т р а н с ф о р м а т о р о в в

выходных

форматор , о б р а з у ю щ а я

которого

описывается

экспонен­

ц и а л ь н ы м законом .

Д л я

этого простейшего

случая

частотная

характери ­

стика

т р а н с ф о р м а т о р а

ZBX(X)

может

б ы т ь

рассчитана

по

ф о р м у л е

[93]

/2nL

\

,

in К

2kL

\

In К

(VII . 18)

г д е 1 У = : | / "

1 — ^ ^

д '

У

;

L — длина

т р а н с ф о р м а т о р а

Хв

— длина волны

в

т р а н с ф о р м а т о р е ,

р а в н а я

д л и н е вол­

ны

в

регулярном

волноводе;

K=Z0Bbix/ZoBx

=

Z0/ZoBx—

вода

к волновому сопротивлению волновода

прямоуголь ­

ного

сечения с узкой

стенкой, равной наименьшему за­

зору

экспоненциального т р а н с ф о р м а т о р а d.

Н а

п р а к т и к е могут

встретиться

плавные

трансформа ­

торы

с

образующей,

которая не

описывается простой

ческой, экспоненциальной, вероятностной,

косинусоидаль-

ной

и т. д . ) . Кром е того,

в процессе р а з р а б о т к и

магнет­

рона

может потребоваться «тонкая»

корректировка

профиля

образующей т р а н с ф о р м а т о р а . Д л я расчета ча­

стотных

характеристик

т р а н с ф о р м а т о р о в

со

с л о ж н ы м

ды расчета. Такой метод

описан, например, в р а б о т е [ 1 0 4 ] .

По - существу данный

метод является графоаналитиче ­

случае изменение

волнового

сопротивления

вдоль дли ­

ны

т р а н с ф о р м а т о р а

устанавливается

графическим

путем, исключающим,

вообще

говоря, точное значение

соответствующей

аналитической функции.

П р и пользо-

ванйй круговыми д и а г р а м м а м и графоаналитический

Ме­

тод особенно

прост.

В основе

данного метода л е ж и т з а м е н а плавных

об­

р а з у ю щ и х т р а н с ф о р м а т о р а ступенчатыми линиями с

ко­

М

7

Сечение

по

М-М

\

<

<

-а

|

•с

\ \ v v \ V

1

а

^

Рис.

VI 1.5.

К

приближенному

расчету

частотных характеристик

трансформаторов

сопротивлений

графоаналитическим

методом.

точку пересечения

с образующей

т р а н с ф о р м а т о р а ,

при­

чем

на

отдельных

участках звенья

могут

совпадать

с образующей

реального

т р а н с ф о р м а т о р а .

Н а рис. V I I . 5

и з о б р а ж е н

простейший

т р а н с ф о р м а т о р

сопротивлений,

представляющий

собой

два

впаянных

в

прямоугольный

волновод

металлических

в к л а д ы ш а

с

произвольной

формой

образующих,

аппроксимирован ­

ных

ступенчатыми

кривыми .

П о л а г а я

длины

секций

м а л ы м и

по

сравнению с

дли ­

ной

волны

в

волноводе

(/К <СХВ ) и

совершая

последова­

тельную

т р а н с ф о р м а ц и ю

сопротивлений

по

методике,

(VII.18).

Трансфор'матор имеет следующие

конструктивные

параметры.

Л = 32 мм, ^ ы и н = 0 , 3 мм, d M a K c = 12,6

мм, « = 28,5 мм.

Частотные

характеристики

строились по

трем точкам

диапазона: Х — 3,0 см

(точка

1); ^ =

3,2 см (точка

2); А , = 3 , 5 см

(точка 3). Аппроксими­

рующая ступенчатая кривая состоит из

16 одинаковых звеньев

(h—h

— .. . = /& = .. . — In = 0-

точности

метода ступенчатой

аппроксимации

на рис. VII.7

нанесены

величины

Z'BX, вычисленные

при следующих

условиях: п=4 (точка

/); п = 8

(точка 2); « = 1 6 (точка 3); по формуле (VII.18)

(точка4).