Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 52

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 52)

При изменении уровня входной мощности меня. ется полоса частот, в пределах которой амплитрон усиливает, она минимальна при Р,х Р„ор и расширяется примерно до значения полосы замедляющей еистемы, когда Г(н стремится к единице. Перечисленные свойства амплнтрона проявляются и в автогенераторе, находящемся вблизи порога возбуждения, при воздействии на него внешнего сигнала, Эгот сигнал вызывает возбуждение колебаний и синхронизацию их частоты.

Невысокой коэффициент усиления, сравнительно узкая полоса и невозчо кность работы при малом входном сигнале являются недостатками амп.титрона. Но у него есть и достоинства: большой КПД, достигающий 70% и более, и значительная выходная мощность (в непрерывном режиме сотни киловатт, в импульсном — до десятков мегаватт). Платинотрон в специальной схеме с внешним резонатором и дополнительной обратной связью используется как автогенератор и тогда он называется стабилотроном.

По сравнению с магнетроном у него лучшая стабильность частоты и меньшее влияние нагрузки на лежим. т5.б. ЛАМПЫ БЕГУЩЕЙ И ОБРАТНОЙ ВОЛНЫ ТИПА М ЛБВ и ЛОВ типа М относятся, в отличие от платинотронов, к другой группе приборов со скрещенными полями, у которых разомкнуты не только замедляющая система, но и электронный поток.

В усилительной ЛБВ типа М (рис. 15.14) пространство взаимодействия образовано замедляющей системой 1 и холодным катодом 2. В нем действуют постоянное электрическое поле с напряженностью Е =-(Е„„„ + Е,н))г( и магнитное поле с нидукцией В. В пространство взаимодействия электроны вводятся с помощью электронной пушки, состоящей из катода 3 и управляющего электрона 4, к которогиу приложено напряжение Е„р. Это напряжение подбирается так, чтобы, перемещаясь от точки возврата (на катоде) до вершины циклоиды, электроны вошли в промежуток между замедляющей системой и хоЛодным катодом со скоростью и = Е)В = п,р.

Дальнейшее пх движение з отсутствие высокочастотного поля продолжается по прямой, так как силы электрического и магнитного полей, действующие на электрон, уравновешиваются. Отработавшие электроны собираются коллектором б. Конструкция прибора может быть линейной (как ка рис. 15.14) или цилиндрической. Процессы в ЛБВ типа М можно описать следующим образом. Высокочастотный сигнал, поданный на вход прибора, возбуждает в замедляющей еиетеме электромагнитную волну. Электронный поток вступает во взаимодействие о полем пря.

мой пространстванной гармоники, фазовая скорость которой близка к осп, Характер обмена энергией такой же, как н в магнетроне: электроны, оказавшиеся в торм таящем поле бегущей волны, отдают свою потенциальную энергию и подвимаются к замедляющей системе; наоборот, электроны, попавшие в ускоряющее поле волны, увеличивают запас потенциальной энергии н приближаютзя к холодному катоду(рис, 15.15). КПД ЛБВ типа М достигает 50%, Поэтому область их применения — мощные выходные упилители непрерывного или импульсного сигнала Уровень выходной мощности в непрерывном режиме составляет 8 за 4ве Заиедяяющоя гипиеиа Хаяедие~и хамед Рис.

!5.!5. Распределение пространстиенного заряда а ЛБВ типа М Рнс. !5!4, Схема усилигеаьиодг ЛБВ типа И ткт. *втОГенеРАГОРы с эпектРОннОЙ пеРестРОйкОЙ Среди автогенераторов на приборах со скрещенными полями с электронной перестройкой частоты находят применение ЛОВ типа М (карсинотроны, рис. 15.16), карматроны и митроны цилиндрической конструкции. Применяются широкополосные замедляющие системы лестничного и встречно-штыревого типа, у которых основная волна сбратная. Обычно замедляющие системы проектируют так, чтобы фазовая скорость обратной волны, с которой взаимодействуют электроны, была примерно пропорциональна частоте, тогда модуляционная характеристика оказывается близкой к линейной.

Амплитуда колебаний пропорциональна току луча и, следовательно, напряжению Е,. Поэтому неравномерность зависимости Р„(Е,) по диапазону приводит к пара. зитной амплитудной модуляции при ЧМ. Недостатками ЛОВ типа М являются сложность конструкции и склонность к паразитным колебаниям. 226 единицы киловатт, в импульсном — единицы мегаватт. Коэффициент усиления по мощности редко превышает 15 дБ, что связано с большим входным сигналом, при котором максимален КПД. Полоса усиливаемых частот до 25%, Усилительные лампы обратной волны (ЛОВ типа М) конструктивно отличаются от ЛБВ типа М тем, что у них входрасположен возле коллектора, а выход — у электронной пушки. Электроны в ЛОВ типа М взаимодействуют с обратной пространственной гармоникой,благодаря чему в приборе существует положительная обратная связь.

Усилитель на ЛОВ типа М регенерирован и работает вблизи порога самовозбуждения. При переходе через этот порог усилитель работает в режиме синхронизации автоколебаний внешним сигналом. У регенеративных усилителей узкая полоса пропускания, пропорциональная разности между фактическим запасом по самовозбуждению и пороговым, а коэффициент усиления обратно пропорционален этой разности. В реальных ЛОВ типа М на частоте 3 ГГц получена выходная мощность 1 кВт в непрерывном режиме и до 150 кВТ в импульсном при КПД 50%, полосе пропускания несколько процентов и электронной перестройке в пределах 50%.

Коэффициент усиления до 15 дБ. Основные достоинства мвгнетронов (устойчивая генерация колебаний большой мощности) и ЛОВ типа М (электронная перестройка) соединены в при. боре типа М, назывземом карматроном. Он подобен платинотрону: электронный поток замкнут, замедляющая система разомкнута и нагружена на поглотитель, расположенный внутри прибора, в замедляющей системе кзрматронз мо. жет распространяться обратная волна. При включении анодного напряжения возникнет устойчивая генерация, что отличает данный прибор от платинотрона.

Колебания происходят на часто. те, нз которой выполняется условие синхронизмз, и поддерживаются засчет внутренней обратной связи (каа в ЛОВ). В стационарном режиме прострлнственпый заряд имеет вид врзщзющегося «колесе со спицами», Г)ри вариации знодного напряжения изменяется скорость вращения «колесаэ и соответственно частота колебаний. Замкну- гость электронного потока огрвничнвает пределы электронной перестройки (как и полосу усиления в плэтино. троне).

Обычно ЬЯ вЂ” 10«6. КПД таким звтогеиерзторов достаточно высок (до 60...70«Д«) и ззвиснт от чощности и полосы перестройки, Иях Ег.л. Рис. 16.16, Устройство кзрсвнотронз, свернутого в кольцо; « — «ач«дллююлл слст«лл; т — щлодлма «а«од; 3 — «««од. « — «осло««тель Широкую электронную перестройку частоты в пределах октавы и более удается получить в помощью так называемых митронов, яодержащих три основных узла: аобственно генератор в вакуумной оболочке, колебательную систему и магнит (рис. 15.17, а).

На риа. 15.17, а генератор включает анодную сиатему 1, 2, холодный д и эмиггирующий 4 катод, управляющий электрод б. Анодная система является замедляющим устройством встречно-штыревого типа. Чиало штырей четно, и они через один соединены о кольцевыми выводами 2, к которым подключаетвя колебательная система (например, тороидальный контур). Керамические шайбы б изолируют электроды друг от друга. Полюса магнита 7 равполагаются так, чтобы магнитное поле было направлено вдоль оси Рис. 1617. Устройство митрова (а) и схемз соединения его замедляющей системы с контуром (б) прибора.

Между холодным катодом и замедляющей системой действует радиальное электрическое поле, создаваемое источником анодного напряжения Е,. По сравнению с магнетроном в устройстве митрона есть два отличия: замкнутая замедляющая система специальным образом подключена к контуру (рис. 15.17, б) и эмиттирующий катод вынесен из пространства взаимодействия, Первая особенность играет существенную роль, При возникновении колебаний в контуре структура высокочастотного поля в пространстве взаимодействия такая же, как и в магнетроне при колебаниях вида и. Однако в митрбне эта структура сохраняется, какой бы ни была собственная частота контура. Замкнутая замедляющая система не проявляет резонансных свойств, что обусловлено способом ее возбуждения.

При работе мнтрона собственная частота контура постоянна, колебания же могут значительно отл~ чаться от нее благодаря низкой добротности резонатора. Поскольку на длине просгоанства взаимодействия укладывается Л//2 длин волн (Л/ — число штыр й ззмедляющей системы), то фазовая скорость волны, определяющей тангенцивльную и нормальную компоненты поля, равна оф — — Лесю/2п = 1ю/лЛ/, где ! = и (г, + г„) — длина пространства взаимодействия, г„г„— радиусы анодной системы и холодного катода. Если считать, что электроны испускаются с поверхности холодного катода, то в отсутствие высокочастотного поля под действием Е, и В вокруг него образуется, как и в магнетроне, замкнутое вращающееся электронное облако, Траектории электронов можно полагать циклоидальными со средней скоростью движения ях вдоль простраиствн взаимодействия гер — — Е,/ (г, — «„)В, При выполнении условия синхронизма (оср — — сф) из этого облака формируются «спицы».

Характеристики

Список файлов книги