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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 159

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

с л а б о связанной с резонаторной системой, либо от зондовой головки измерительной линии, либо, наконец, от

индикатора

волномера . Во всех случаях

на

э к р а н е

о с ц и л л о г р а ф а

вычерчивается приблизительно

одинако­

вая

картина

поля.

 

 

И м е н н о в такой модификации метод

диэлектриче ­

ской

пластинки получил распространение

на

практике

и стал именоваться методом «реактивного зонда» в от­

личие от метода

«активного зонда»

(рис.

V I I I . 1 4 ) .

О

Э

о т

<

и

ВЧ

ВЧ

 

г

Видео -

сигнал

сигнал

 

 

 

 

 

 

сигнал

Видео­

сигнал

О

Budei сигнал

ВЧ

сигнал

Рис. VIII.14. К вопросу о снятии осциллограмм поля методами активного (а), реактивного (б) и

излучающего (в)

зондов:

/ — а к т и в н ы й з о н д ;

2—реактивный

з о н д ; 3 — и з л у ч а ю щ и й з о н д .

Теоретическое обоснование методов исследования структуры электромагнитного поля в пространстве взаи­ модействия магнетрона с помощью активного и реактив ­ ного зондов дано в работе В. Н. Готгельфа [9], а опыт применения этих методов в практике холодных измере­ ний магнетронов подробно описан в работе [180]. Некото ­

рые полезные

рекомендации

по

применению

метода

активного

зонда д а н ы в

работе

М.

М. Р а й н е р а

[181].

В

1956

г.

Э.

В. К а л ь я н о в

д л я исследования структуры

ВЧ

поля

в

пространстве

взаимодействия

магнетрона

п р е д л о ж и л

т а к

н а з ы в а е м ы й метод

«излучающего

зонда»

(рис.

V I I I . 1 4 , 6 ) .

 

 

 

 

 

 

 

В данном методе к а к

бы

имитируется

«динамиче ­

ский» р е ж и м работы магнетрона,

т а к

как

в о з б у ж д е н и е

анодного блока осуществляется со стороны

пространства

взаимодействия .

 

 

 

 

 

 

 

298


Трудности, возникающие при широкополосном согла­ совании цепи излучающего зонда с цепью сигнал-гене­ ратора, не позволили данному методу найти широкое

распространение в практике холодных измерений

магне­

тронов.

 

 

 

Остановимся более

подробно

на описании

техники

о с ц и л л о г р а ф и р о в а н и я

ВЧ полей

в пространстве

взаимо ­

действия магнетрона .

 

 

 

П о своей физической природе

активный зонд

д о л ж е н

быть очень слабо связан с резонаторной системой, иметь

по возможности

м а л ы е р а з м е р ы и м а л у ю

входную про­

водимость

чисто

активного х а р а к т е р а . П р и

этих

условиях

активный

зонд

не и с к а ж а е т зондируемое

поле

в прост­

ранстве взаимодействия магнетрона и не смещает его резонансную частоту. В этом состоит одно из главных

преимуществ активного зонда

перед реактивным и из­

л у ч а ю щ и м

зондами .

Напротив,

реактивный и

излучаю ­

щий зонды

д о л ж н ы

быть достаточно сильно

связаны

с резонаторной системой магнетрона, чтобы при в р а щ е ­

нии

периодически

в о з м у щ а т ь

поле

и с м е щ а т ь

частоту

(при

помощи реактивного зонда)

системы

и

периодиче­

ски

в о з б у ж д а т ь (при помощи

излучающего

зонда)

ее.

При

этом входная проводимость реактивного зонда дол­

ж н а

носить

чисто

реактивный

х а р а к т е р , а

входная

про­

водимость излучающего зонда

д о л ж н а быть

чисто

актив­

ной

и иметь отрицательный знак. П р и этих условиях

эти

зонды

будут

минимально

и с к а ж а т ь

'зондируемое

поле.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З а м е т и м ,

что

в зависимости

от

формы

 

реактивные

зонды типа «диэлектрическая пластинка» и «металличе ­

ский ф л а ж о к » * в о з м у щ а ю т одну или

обе составляющие

ВЧ электрического поля в пространстве

взаимодействия .

При конструировании ВЧ головок

любого типа осо­

бое внимание д о л ж н о быть о б р а щ е н о

на

нейтрализацию

паразитных связей м е ж д у полостью пространства взаи­

модействия магнетрона, в котором в р а щ а е т с я

имитатор

катода с зондом, и торцевыми и заторцевыми

полостями

анодного блока и головки. Невыполнение этого требо­ вания может привести к грубейшим качественным ошиб­

кам,

когда

н а б л ю д а е м а я

на

экране

о с ц и л л о г р а ф а

о с ц и л л о г р а м м а поля не

соответствует

действительному

*

Вариант

реактивного

зонда

в

виде металлического флажка

предложен М. М. Раннером в 1951 г.

 

 

 

20*

 

 

 

 

 

299


р а с п р е д е л е н ию

поля

в пространстве

взаимодействия

Маг­

нетрона.

 

 

 

 

 

У п р о щ е н н а я

конструкция

В Ч

головки с активным

зондом представлена

на рис.

V I I I . 1 5 . В конструкции

та-

Рис. VIII.15. Эскиз

ВЧ головки с активным зондом:

/ — а н о д н ы й б л о к ; 2 — в е р х н я я

т о р ц е в а я

п о л о с т ь ; 3—нижняя

т о р ц е в а я по­

л о с т ь ; 4 — з о н д ; 5 — и з о л и р у ю щ а я в т у л к а ;

6 — с т о л и к д л я а н о д н о г о б л о к а ;

7 — м е х а н и з м п е р е м е щ е н и я с т о л и к а ;

8 — к е р а м и ч е с к и й с т е р ж е н ь ; 9— д е т е к ­

т о р ; 10— винт н а с т р о й к и р е з о н а н с н о й

п о л о с т и ; / / — р е з о н а н с н а я п о л о с т ь ; 12 —

в н у т р е н н и й п р о в о д н и к ; 13 — и м и т а т о р к а т о д а ; 14 — п о д ш и п н и к .

кой головки имеется имитатор

катода

13 с

концевыми

п е р е д в и ж н ы м и э к р а н а м и ,

хорошо э к р а н и р у ю щ и м и

про­

странство взаимодействия

от

торцевых

полостей

2, 3,

и дополнительная р е з о н а н с н а я

полость

И,

предназна -

300

 

 

 

 

 



ченная д л я повышения чувствительности головки. Эта

головка широко

применяется

для

контроля

симметрии

поля в магнетронах при массовом

выпуске.

Д а л ь н е й ш и е

усилия

по

усовершенствованию

конструкции

головки

с активным зондом привели к созданию так

называемой

«универсальной»

ВЧ головки,

позволяющей

контролиро­

вать симметрию поля в любом сечении анодного

блока .

Конструкция

универсальной

ВЧ головки описана в ра­

боте [180].

 

 

 

 

 

 

В

данном

случае детектор

перемещается

вместе

с зондом и располагается в коаксиальной полости ими­ татора катода, легко настраиваемой в резонанс при по­ мощи подвижного поршня . М е х а н и з м головки позволяет производить настройку коаксиальной линии в р е з о н а н с

независимо от

перемещения

зонда

по длине

анода

без

п р е к р а щ е н и я

его

в р а щ е н и я

в азимутальной

плоскости..

Д л я э т о й . ц е л и

в

катоде прорезана

винтовая

щель, за ­

к р ы т а я изнутри

п о д в и ж н ы м

экраном . Э к р а н и р о в к а

щели

необходима

к а к

обязательное условие: формы

осцилло­

г р а м м поля разнорезонаторных блоков, снятые при от­

крытой

и закрытой (экраном)

щ е л я х

в

имитаторе

като­

да, резко различаются . В

первом случае

лепестки

осцил­

л о г р а м м ы различаются по . величине,

причем

большие

и

м а л ы е лепестки чередуются

через один, во втором

случае

все лепестки

о с ц и л л о г р а м м ы

 

одинаковы

но

величине.

П р и

снятии

ж е

осциллограмм

поля

равнорезонаторных

блоков

(со связками

и

без

 

связок)

данное

явление

не

н а б л ю д а е т с я .

О б ъ я с н я е т с я

это

тем,

что

в

разнорезона ­

торных магнетронах продольная щ е л ь (открытая)

нару­

шает

граничные

условия

д л я

нулевой

с о с т а в л я ю щ е й

В Ч

поля .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

заключение у к а ж е м

на

некоторые

особенности схем

о с ц и л л о г р а ф и р о в а н и я

поля

в

анодных

блоках

магнетро­

нов

по

методу

реактивного

 

зонда .

 

 

 

 

 

 

 

О б щ и м и

достоинствами

всех В Ч

головок

с реактив­

ными зондами я в л я ю т с я : простота устройства и осущест­ вимость практически в любых конструкциях магнетро­ нов; отсутствие элементов настройки; возможность осцил­ л о г р а ф и р о в а н и я тангенциальной составляющей В Ч п о л я в пространстве взаимодействия магнетрона, что затруд ­ нительно осуществить при помощи головок с активными зондами .

О б щ и е недостатки

методов реактивного зонда, в кото­

рых зондовая головка

измерительной линии использует-

301