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

ния (VII . 2i) и

(Vll . 22),

которые мы

п о л а г а е м

исходны­

ми

при

а н а л и з е т р а н с ф о р м и р у ю щ и х

свойств

перехода и

при описании методики измерения его

п а р а м е т р о в . Соот­

ношения ( V I 1.21)

и (VII . 22)

позволяют

установить

физи­

ческий

смысл входящих

в

них

независимых

п а р а м е т р о в

Ф, 0 и

D.

Действительно,

п а р а м е т р

Ф1 является

ф а з о в ы м

углом

коэффициента о т р а ж е н и я Г г

в условиях,

когда

линия

пе­

редачи

справа

от

сечения

ББ

(рис. VII.10,а)

согласова -

на

( Г 2 = 0); п а р а м е т р —Э — ф а з о в ы м

углом

коэффициен -

та о т р а ж е н и я ГУ в условиях,

когда линия слева

от сечения

АА

согласована

( Г / = 0 ) ; п а р а м е т р

D

является

модулем

коэффициентов

о т р а ж е н и я

1\

и

1У

в

р е ж и м е

согласова ­

ния

линий

передачи с п р а в а

от

сечения

ББ и слева

от

се­

чения

АА.

Отсюда, в частности, следует, что коэффициент

стоя­

чей волны собственно перехода сг0 не зависит от

н а п р а в ­

ления передачи

энергии

и

определяется

через

п а р а м е т р

D к а к

0 о = . ( 1 + £ > ) / ( 1 — D).

(VII . 23)

Н е в д а в а я с ь

пока в

методику

измерения

п а р а м е т р о в

Ф, 9, D, приведем соотношения,

с в я з ы в а ю щ и е

эти

п а р а ­

метры

с

эквивалентными

п а р а м е т р а м и

li0,

/2о и п

(рис. VII . Ю,г) . П о

своему

физическому

смыслу

к о э ф ф и ­

циент

т р а н с ф о р м а ц и и

идеального

т р а н с ф о р м а т о р а

п

т р а н с ф о р м и р у е т н а п р я ж е н и е U-i в н а п р я ж е н и е Ui

к а к

n=Ui'/и2'',

а сопротивление

ZNN—

в

сопротивление

ZMM

к а к

Поскольку волновые

сопротивления

линий Z 0 i

и Z 0 2

з а д а н ы произвольно,

в р е ж и м е согласования

линий

с око­

нечными н а г р у з к а м и

может

встретиться

три

случая:

Первый случай: Z 0 2 t t 2

> Z 0

i .

о"о= (1 +D)/(1—D)

=n*Zta/Zei;

1ш=—ФХ^4п;

/ 2 о = ( А 2 / 4 )

+ (еЛ 2 /4л) .

Второй случай:

ti2Z02<ZQi.

(То = (1 + D) / ( I — D)

= Z 0

1 /rt a Z 0 2 ;

/ 1 0 - ( V 4 )

~ ( Ф Я , / 4 я ) ;

/2 о='9А2 /4я.

Третий случай: n2Zoz—Zoi-

o0=(l+D)/(l—D)=Z02n4Zui

= l; / ) = 0;

Фиктивные отрезки

линий

l w

и /20 могут

быть

выбра ­

ны

произвольно.

В последнем

случае

переходное

устройство дл я

вол­

ны

Хо, которой

соответствуют

волны в линиях

Ki

и А^,

идеально согласовано.

Широкополосность

переходного

устройства как раз и определяется

полосой

частот,

в ко­

торой оно согласовано .

З а м е т и м ,

что выбором

сечений АА и ББ

(рис. VII . 10)

переходное

устройство

в

первом

и

во втором

случаях

стейшем виде — в виде

идеального

т р а н с ф о р м а т о р а , со­

единенного

последовательно

с четвертьволновым

транс ­

форматором .

Действительно,

полагая Ф ' = 6 = 0, будем

иметь

/ю = 0,

/20= W 4 для первого случая

и /i0 =A,i/4, / г о = 0

дл я второ­

го случая .

Обычно

полосу

согласования

переходного

устройства

оценивают

диапазоном

волн

в

процентах,

в котором

потери

мощности

н а о т р а ж е н и е

не

превыша ­

ют 1% . Это соответствует

уровню

К С В Н cr<g;l,2.

В заключение

сделаем

еще одно замечание .

Д л я любого

сечения

однородных линий

-передачи,

в том числе для сечений АА и ББ,

выполняется

следую­

щее условие:

Г Г = 1.

(VII.24)

отражения

Г и Г, определяемые,

например, при

распро ­

странении

энергии

слева

направ о

в направлении

нагруз -

->

ки

(Г) и в

направлении

генератора

(Г) . И н а ч е

говоря,

для

одного и того

ж е сечения

линии

передачи

коэффи ­

циенты

о т р а ж е н и я

от нагрузки

и от генератора

связан ы

обратным

отношением.

Пользуяс ь одним из соотношений

(VII.21)

и

( V I I . 2 2 ) ,

например

соотношением

( V I 1.21), и

условием

( V I I . 2 4 ) ,

можно определить входные характеристики и

изучить

свойства

генерирующего

магнетрона,

если в

д и а п а з о н е

переходного устройства Ф, 0, D.

И з условия

( V I I . 2 4 ) ,

в частности, вытекает, что модуль

коэффициента

о т р а ж е ­

чению, интенсивному нагреву и к другим

н е ж е л а т е л ь н ы м

явлениям в у з л е вакуумного

уплотнения .

Н а рис. V I I . 1 1 п о к а з а н а

конструкция

у з л а вакуумно ­

вакуумной

перегородки используется плоский стеклян ­

ный диск.

Н а рисунке п о к а з а н ы

т а к ж е трехступенчатые

в к л а д ы ш и

8, с о с т а в л я ю щ и е

самостоятельный

узел

в выходном устройстве — узел

т р а н с ф о р м а т о р а

сопро­

тивлений,

ставляет собой двойной переход рупорного типа

(пере­

ход от прямоугольного волновода к круглому и

обрат ­

но), в плоскости симметрии которого

помещена

волно-

водная д и а ф р а г м а (окно связи)

с диэлектрическим дис­

ком 3.

С вакуумной и невакуумной сторон

диск

электричес­

ки защищен

двумя

п а р а м и кольцевых

дросселей 4,

э ф ф е к т и в н а я

длина

которых

от

места

гальванического

короткого

з а м ы к а н и я

до места

электрического

короткого

з а м ы к а н и я

составляет приблизительно

половину

генери­

руемой длины

волны

магнетрона . П р и

этом

кольцевые

нии от оси волновода, з а щ и щ а ю т

спай стекла с коваром

соответственно с невакуумной и

вакуумной сторон узла,

волновода з а щ и щ а ю т от перенапряжений

стеклянный

диск в средней

его части, т. е. в месте

максимальной

концентрации

высокочастотной энергии,

переносимой

основной

волной

в волноводе

(волной типа Н ю ) .

В работах (105, 107—111] обобщен отечественный и

зарубежный опыт конструирования

выходных устройств

и их элементов. Значительное место в

упомянутых ра­

ботах

отведено

исследованию

явлений,

происходящих

в узлах

вакуумного уплотнения

(в

диэлектрических

окнах

связи) .

П о

физическим п р и з н а к а м

окна

связи

м о ж н о подраз ­

мерные;

по

допустимым удельным н а г р у з к а м — на

окна

с Е Ы С О К О Й ,

средней

и

низкой

пропускной

способностью;

по

тепловым

п р и з н а к а м — на

теплостойкие

и

нетепло­

стойкие;

по

механическим

п р и з н а к а м — на

механически

прочные

и

непрочные;

по

х а р а к т е р и с т и к а м

согласова­

ния — на

широкополосные

(когда

полоса

согласования

превышает

10%) и узкополосные

(когда

полоса

согласо­

вания меньше

10%) .

К окнам м а л о м о щ н ы х

магнетронов

п р е д ъ я в л я ю т с я

минимальные

требования — требования

широкополосно -

сти,

механической

прочности

и

вакуумной

плотности,

а к

окнам

мощных

и

сверхмощных магнетронов,

кро­

электрической прочности, чистоты

от

п а р а з и т н ы х видов

колебаний,

з а щ и т ы

от электронной

б о м б а р д и р о в к и

и на­

дежности

системы

о х л а ж д е н и я . Опыт

показывает,

что