Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 3 - 1979 г. (1151802), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Г!оэточу в широкополосных клистроках адиорезо. нагорные выходные цепи были заменены двух- и трехрезонаторнычи, а в некоторыт случаях цепями с удлиненным взаимодействием )63, 78), в которых используется несколько пространств взаимодействия для извлечения энергии из луча (рис.21).
Такую выходную цепь можно рассматривать как ряд последовательных и взаимосвязанных объемных резонаторов в каждом из которых осуществляется связь с лучом; поэтому в такой цепи имеется более одного шанса извлечь энергию из луча, в результате чего увеличивается к. п. д. и энергетическая полоса пропускания. Такое устройство оказалось также при. годным для расширения полосы пропускания предоконечного объемного резо натора. Однако, поскольку в цепочке резонаторов удлиненного взаичодейст.
вия имеется связь между несколькими зонами. в каждой из которых осуще. ствляезся также связь с лучом, в лампе этого тива бывает трудно получить колебания в режиме бегущей волны Хотя у клистрана с удлиненным взаимодействием большой к. п. д. (ло бба)а), неясно, будет лв он иметь в конечном счете какое-либо преимущество перел лампой с выхолными связанными резонаторами бегущей волны (типа твистрона), в которой также предусмотрено удлиненное взаимодействие с лу.
чом. у твистрона шире полоса пропускания, а к. п. д. клястрона с удлиненным взаимодействием окажется, по-вилимому, ниже в результате мер, принятых для предогврашения генерации. Лампы бегущей волны (ЛБВ), Маломощная спиральная ЛБВ является наибочес широкополосным прибором Ширина полосы ЛБВ больше октавы благодаря тому, 'шо фазовая скорость фактически постоянна на всех часто- ! 3.
Лампы с прммолипсйным злешронным луко.к (гала 0) тах. Однако для получения больших мощностей необходимо повысить ускоряющее напряжение, причем скорость электронов в мощных лампах становится слишком большой для спиральной структуры, так как при увеличении шага спирали уменьшается связь высокочастотного колебания с лучом. Пределом для спиральных ламп является напряжение !О кВ и импульсная выходная мощность несколько киловатт, При большей з.ощности возникает проблема генерации на краю полосы, обусловленнав осооенностями ~эстет!!ой характеристики соответствующей замедляющей структуры. Кроме того, вдоль высокочастотной структуры могут распространяться как прямая, так и обратная водны, что создает возможность самовозбуждеиия на обратной волне. й)агут также возникнуть в зависимости от используемой структуры другие типы колебаниа.
В осззовззозз по этим причинам разработка мощных ЛБВ тре- Рис. Ха. Замедляющая структура четыреклепесткояото типа. бует больших затрат и поэтому отстала от разработки клистронов. Однако в 1963 г. было выпущено некоторое количество импульсных ЛБВ на несколтг ко мегаватт с резонаторами четырехлепесткового типа (с)осег!еа1 сзгсьй) [13) (рис. 22), Такая замедляющая структура может пропустить мошностз, сравнимую с мощностью клистрона. Замедляющие структуры для мощных ЛБВ состоят из спиралеобразнык структур (сппраль со встречной намоткой илн структура типа кольцо-стержень) и связанных объемных резонаторов, одним из примеров которых является четырехлепестковая структура. При мощностях ниже 100 кВт ширина полосы и к.
п. д, структур типа кольцо-стержень выше, чем связанных резо. нагорав. При мощностях выше !00 кВт или немного ниже в случаях, когда ограничивающим фактором является средняя мощность, преобладают связанные резонаторы !12). Лля ламп с замедляющей структурой типа связанных резонаторов характерен относительно небольшой коэффициент усиления аа единицу длины, но, по-видимому, рабочая импульсная мощность для них ае ограничена.
В тех случаях, когда в ЛБВ с замедляющей структурой типа связанных резонаторов импульсное питание подается на катод, существуют моменты ао время нарастания и спада напряжения, когда скорость электронов синхронна с граничной частотой (типа и) высокочастотной цепи. в результате чего обычно возникает генерация. Этзз колебания на фронте и спаде выходного импульса имеют характерную форму, из-за которой они получили иазвавие «заячьик 45 Гл. !. Ридиолвквциовиыв ивредат«ики ! . 23).
Полностью подавить эти колебания удастся лишь в редких ушей» !рис. ). "лскт оная, . Олиако, так как эти колебания зависят от скорости э р а, этот которая, в свою очередь, зависит от ускораошепг напряжения луч, вопрос может быть полностью решен путем подачи импульса на модулнру. юший анод илн управляющую сетку, При этом необходимо лишь обеспечить, чтобы в процессе включения высоковольтного напряженна питания импульсы модулятора не начали подаватьсч раньше, чем это напряжение надежно пре- 6 80 о/, иысит интерв рвал возникновения генерации, лежащий в пределах от 60 до )г рабочего напряжения.
Используемая для этой цели цепь зашит обьшно «Х-працентной цепью», так как рабочая точка ее установки неизвест. на да испытания нескольких ламп. В замедляющие структуры ЛБ — большой мощности необходимо вво. дить вставки — разделители, — во избежание возникновения самовозбуждення из-за отражений от входа и выхода структуры.
Хотя генерация может быть подавлена путем введеивя распределенных вдоль структуры еис, ю колебания тико «заячьих умов потерь, это привело бы к сгггггкенню оа особ«юмов омкохиого он»кало усово- к и д гшо негкелательно для ламп тово ио лвв о киоко»оков моауооииеа б й мощности. Обычно разделив« «отвд. ольшо тели вводятся после каждых 16— 30 дБ уснлшзия лампы. Модуггггрованиый луч передает сигнал через каждый разделитель в прямом направления, а распространяющаяся по замедляющей структуре энергия поглощается а этой точке нагрузкой разделителя, благодаря чему на каждом разделителе задерживается энергия, распространяющаяся в обратном направлении.
Нагрузкн разделителей могут быть размещены ане лампы для умень. шенин рассеяния в самой высокочастотной структуре. 1( п. д, ЛБВ меныпе, чем к. п. д. клистронов, вследствие необходимости нагружать структуру для обеспечевия стабильности, а также из-за довольно большого рассеян!!я энергий высокой частоты в значительной части всей структуры. Для повышении к. п. д, ЛБВ большой мощности применяется очень эффективная методика, называемая схоросгимч выравниванием.
Она ааключается в том, что лля учета замедления электронов после отбора от них энергии длина нескольких последних секций замелляющей структуры после. довательиа уменьшается несколькими ступенями. Скоростное выравнивание позволяет извлечь больше энергии нз луча и значительно улучшить соотношение между шириной полосы н мощностью лампы [12). Тем не менее в мош. ных ЛБВ обычно наблюдается зна пшельное снижение вьжолной мощности на краях полосы, поэтому номинальная ширина полосы очень сильно зависит ат того, насколько а данной системе допустимо снижение мощности. Твнстроны.
В 1963 г. была создана гибридная лампа, во всех секциях которой, за нсклгочением паследвей, были применены объемные резонаторы алистронного типа, а для выходной секции использована структура бегущей волны четырехлепесткового типа. Целью разработка в то премя было палуче. ине варианта широкополосной ЛБВ тина Тгй-123 диапазона 5 с более высаввм к. п.
д. нв основе более эффекпгвнаго группнрования луча объемными резонаторами. Олнако в результате было получено не только небольшое повышение к. п. д., па н значительное расширение половы шстат, явившееся следствием более ~ибкой настройки резонаторов в сочетании с широкой по.чосой частот выходной секции ЛБВ на болыпих мощностях. Для компеисаини врисущего выходной секции ЛБВ уменьшения коэффициента усиления на краях полосы резонаторы клнстрона были настроены, как это показано на рис, 2, с соответствуюзцим повышением коэффициента усиления на этих частотах.
Так как зта гибридная лампа является частично клистроном н частич. 1.3. Лампы с прялолинейныл элгктронныл лусон !'тала 0) но ЛБВ, она получила название таистрон !43]. В лампе типа туА-146 полу. чена 14!я-ная полоса по точкам половинной мощности или 127о.ная полоса по уровню ! дБ; в серелине аолосы к. п. ж равен 48оуо прн коэффициенте усиления 4! дБ. Хотя твистрон сложнее и дороже клистрона, его полоса частот при равных мощностях шире. Многолучевые клистроны. В начале 60-к годов разработан многолучевой клнстрон с целью существенного увеличения периеанса по отношению к обычным клнстронам 1!О, 71!. Благодаря использованию большого числа лучей можно получить при заданном рабочем напряжении более значительный по сравнению с однолучевой лампой ток луча и, следовательно, более высоную уп Овнаюпепьная наспгопга Пепная дьжаднпя каракпгероияпкп -ь" Хоракотгроакоко испи йосбухйения ворокппапаснога няисчрона Рис.
Х4. Расоролсьсоос усоьсооо о гоаролмоа «оооо ~со» ЛБИ-слостроо (гвосгроост НЗ1. выходную мощность. Высокочастотное возбуждение подается (рис, 26) иа асе лучи через периодический волноиод и усиливается рядом промежуточных одинаковых иепей. Выходная мощность собирается и выходном резонаторе, так. же выполненном в виде периодической пепи. С целью расширения полосы пропускания мно.олучевого капстрана была предпринята попытка заменить резонансную периодическую структуру структурой бегущей волны. Этот вариант называется многолучевым клистроном бегущей волны, а не миоголучевой ЛБВ, так как структура бегущей волны расположена поперек, а не вдоль лучей.
В последнем варианте ламп ~акоста типа, названном гибридным многолучеаым клистроном бегущей волны, использованы, как это показано на рис. 26, структуры бегущей волны на входе и выходе н резонансные промежуточные структуры. Такое сочетание обеспечивает, как и в твистроне, широкую полосу частот и возможность настройки Лампа содержит, как это пиано из рис 26, !3 электронных лучей, первеаис каждого нз которых равен 1,3 микропервам. Лля обеспечения индивидуальной подст- -о Ф оу $ -к ~а-гп $ -тп В" Р+УСГ ой и йьтйнин нораквериапикп аппо бсаущей йопкы Гл. !. Радиолокационные переоагчика ройки для каждого луча предусмотрены отдельные промежуточные объемные резонаторы по четыре иа каждый луч Полное сопротивление выходной структуры бегун!ей волны постепенно уменьшается, чтобы каждому лучу соответствовало определенное напряжение, несмотря на увели'зепие уроння мощности в выходзюй структуре По этой же причине доля участия первых трех лучей в формировании выходной мощности оказывается неполной, н они рассматри.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
