Магнетронные генераторы и импульсные модуляторы - Грановская Р.А. (Магнетронные генераторы и импульсные модуляторы - Грановская Р.А., Телятников Л.И.), страница 2

е рв дла улучшэВыводы литания като атода, служашие ему также механической опорой, выводятся В одну сторону через Вакуумные уплотнения в торцах анодного блока н закрываются массивным стеклянным Магнетроны на фиксированные длины волн не имеют о ре й частоты. Перестраиваемые механически еют органов ескн по частоте час ст кцн роны сна жены специальным устройством для пере й тоты и имеют более сложную констру кци стро ки Пос ст-укцию .анодного блока. Остоянное, направленное по Оси прибора (цилиндра) магнитное поле создается Внешним магнитом для чего магнетрон помещается между его по люсами.

Постоянное электрическое поле между анодом н катодом создаотся напряжением источника анодного питания. " люс" источника питания обычно заземлен, так как для удобства эксплуатации прибора анодный блок Являюшлйс Ф ся внеш- ПРИ Орай ЗНЗЕМПЯЕТСаа а ВЫСОКОЕ ОТРИЦаТЕЛЬНОЕ Па пряженне б~ подается на кат~д. Вследствие этого В и — с ре заимоденстния, т.е. между анодом и к пр;стрекот и катодомй Оудет постоян О ента я ное электрическое поле, по направлению 6 Низкое к радиальиому. риентацня векторов напряженности электрического поля Р и магнитной индукции В показана на ,.

2 1 . П рис ,а. рннимая, что радиусы анодного блока ~ „и катодного цилиндра г~ ~рисн2.1,а) :",'удовлетворяют условию г„н г" ~) йт (где,а~=>" -~ - с „'между анодом н катодом где =Р~ -~~ - расстояние Цкакн МОЖНО СЧН ТЯТЬ итпть поле ~Г однородным и равным Ж™мфЛК. ,'Под действием полей Е и Б' ( (причем 8 акр) Возникает цикло/й .идальное движение электронов и ':Иая ско ть э ро , прн котором средняя поступателья скорость электрОноВ В азимутальном нап~ ав правлении, назьъае:ля Е й ЕНОСНО и ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ Н напряженностью электрнческОТО по и магнитной ннннннннй Й и ' тором траекто ня Ага - критическое з ч качение магнитной индукции, прн коектория движения электрона касается анода. 7 ных на круговой диаграмме для различных значений ~" и , т«« . Пример нагрузочной характеристики магнетрона приведен на рнс.

2.7. Сотласованная активная нагрузка соответствует точке 1 = О. йЪО' Рис. 2.7 Ф е ОЛРВДелдемой УДвоенной длиной ~~тт, °, н рави, й, эщ~4~ 4Ф' ф. ~ф~у ' ° ®есь Ау, - длина волны в фидере, Входное сопротивление фидераЯд можно выразить через коэффициент отражения в его входном сечении линии~ как Я 6й ~ +г.е "~ —,А е~Л « ~ Е' Перейдя ' к входной проводимости, получим ~ЬХа,А й+Фъ а Здесь Юу и З,у~ — активная и реактивная составляющее 3~~~ 3 ~у,- волновов сопротивление фндера.

Диат'рамма зависимости Ющ-"~фЯц и ф =:фф, от коеффи- х циента отражения ~ в линии известка как круговая диаграмма. На ней диаграммы проводимостей Хр ~гюлйу' и ф г.",бил' об' разуют систему ортогональных окружностей (рнс. 2.Щ. Сравнивая вту диаграмму с нагруэочной характеристикой махнетрона, показанной на рнс. 2.7, можно заключить, что линии иагруэочной характеристики >фмт=е~вт'уХ' довольно близки по своей форме к октвжностям ф„:~сад', а линии„/'жкЪЭт82' - к окружностям Я~~ -"~.акяб .

Можно также показать, используя формулу (2.Щ, что зависимостнЯ„6'у~ Н,К«ф от фаэЫ кое44ящиента отражения тр при фнксированйьтх значениях ~' являются периодическими по тр (рис. 2.9). Прн снятии нагрузочкой характеристики магнетроиа коэффициент отражения / ВО входном сечении линни передачи, Определяемый как ~ Х~~«,«,г'Е/;„~ у (где Щ~~, н У~~,~ комплексные амплитуды отра«кенной~и ладан«шей Волны, соответственно), может быть измерен, например~ при помоши измерительной линии Вклк« чаемой В отрезок линии передачи, возможно более близкий к Выходному фланцу магнетрона.

Измерительная линия позволяет определить коэффициент стОячей Волны Я .«,-~У ЛУ ° (Где~~/' н ~~~~ т - напРЯ«кение в максимУме и в минймУме стоЯчей Волны соответственно), с котОрым модуль / связан изВестным К~т-~ соотношением / ~' — - —, а также положение ближайшего к входА~-«+~ ' ному сечению филера мннимума Г4т~ру В филере, т,е.. расстоя«ие пят~;т положения Б~~; ДО Входного сечения, которое при- нитО фнкснровать для нахождения фазы козффнпнентй От]жжеиня Ва а) 93 ф~ф Рнс. 2.8 н Фаза ~р определяется с точностью до целого числа % лера определяется частотой магнетрока ы, удвое иной длиной Ф и фазой нагрузки Щу и может быть найдена как Я Л Ф д ~1' + %~ ~ ~Г8+щу р здесь к~ к Я с.

- длина волны.и скорость света в.свободном пространстве. Если аопусткть, что в узком диапазоне изменекия частоты колебаний отношение Л /4,~~ приближенно можно считать постоянным, а ~а ~ - ссФФ1 то изменение фазы ф при изменении частоты 6Э будет ~ — ) Ув А 8У 2.1О) Уаэ Фг Ау~ 4-" т.е. фазовая характеристика фдад) филера имеет линейный харак- тер зависимости от ~ . С'ростом Е крутизна характеристики увеличивается, Таким образом, при изменении частоты магнетроиа 4д в ~.— лере мекяется фаза ~р я фаза ~р (см. (2 0)), а это, в свою очередь, при- водит к изменению частоты, генерируемой магнетроном (вслед- ствие изменения д, . 8,).

Определим 'частоту колебаний магнетро- фически. На рис. 2.12 приведена крквая 4дЩ) магнетройа при /" Ий'кв~ (/Ъ О) и прямая ч (6д) фидера, Пересечение этих пи- ний и опредепяе епяет частоту генерации магкетрона. Если длине фиск от частоты дера ~ невелика и, следовательно, фаза ф меняется бо то и мая фб:э) на графике идет круто вверх и имеет- ся лишь одне то одне точке пересечекия линий 6Э(4И и ЯМ ), т.е. + ~ зависимость та генералки у т и б ает единственной, Йля больших ~ зависим к го онтапь- . кой ося увеличивается н точек пересечения (ф1 ф~ 1 например три точки на ркс, 2.12. В этом случае воз- йескопько, на О ко стойчквы- можкы уж уже не одна а тря частоты генерации.

днах у В тех аях мй режимы генерации магнмрона 'будут только в тех случ когда выполняется условие Щ Фж> Ят; =- Яф Алэ ~ Поэтому иа приведенном графике рис.. у 2е12 стойчивы точки 1 и 3 а в точке 2 режим будет неустойчивым к генерация на В не б дет. Неоа- частоте, соо тветствуюшей точке 2, происходить у, е с чаях' когда иоэначность режи режима пО частОте возникает в тех спуч кк ой наклон прямой ф6Я) превышает наклон касателькой и криво Я~ф) в точке Ф ~%' т е.

в йаибОпее крутой ее частя где (4ЖчЪЮ4Цф ~ '(рис. 2.13), НайбОльшая длина филера, улов., петворякяиая этому условию, казываетск критической длиной и . может быть определена кэ сооткошеккя ~1] . Х б'-/9. с" Е,са ФУАД '" абаз сг~ Ь Ае Рис. 2,12 Рис. 2,13 непрерывной генерации магнетр жет кабдвдаться скачкообразное изменение частоты (см рис. 2.13) прк плавном изменений длины филера (кз точки В в точку 7 при увеличении ~т, из точки 6 в точку 4 прк уменьшении ф ), анапогичное явлению затягивания в автогенераторе в случае сильной связи его со вторичным нагрузочным контуром достаточно большой добротйости. Критическая длина Хд'а увеличивается при уменьшении коэф~жпкента отражения /' на входе фидера, т.е. при улучшении ее согласования с нагрузкой; Кроме того, ~~учтем больше, чем' меньше Д ~ууг (у~р ~рэ) магкет$хжа Практически сзязь с нагрузкой через пинию передачи бопьшой дпкныбМЯ~ ) приводит к сложным явлениям при .автогенерапии магкетрона, вызывающим- характерные резкие изменения мощности в нагрузке и частоты «опебаний при фазах коэффициента отражения ф, близким к Я'.

(2Д -1) при Я = 1,2,3. При больших значениях У вблизи этих точек происходит скачкообразкое изменение мощности н частоты, как это показано на ркс. 2.14. При увеличении,Ф (кпи фазы нагрузки ф~ ) проясходит скачок кз точки 1 в точку 2, а прк уменьшении ~ (т.е. при обратном движении) - иэ точки 3 и точку $. При некоторых значенйкх ~' мощность РЩ~х СУшественно ПРевыщает выходнУю мощность при ~ О.

Зе счет воэрастайкя проводимости активной части нагрузки 6'у . Описакные явления быпй названы е х эффектом длинной пинки". . 20 О >' 4 Следует отметить; что двузначность частоты сушествует объективно, поэтому наличие одного и другого режима одинаково возможно к редко заранее может быть определено. Особенно вред ное влияние двузначности частоты наблюдается при импульсной работе магнетрона. Очередной импульс может возкикиуть как в первом, так и во втором режиме автогенерапик.

Причем порядок проявления первого или второго режкма подчиняется законам теории вероятности. Описанные явления нарушают правильную работу радиопередаюаего устройства. Айалогичные описанным явления возникают при перестрОйке частоты магнэтронаф имеюшэгм устройство для перестройкк частоты. На ркс.