Стр.102-201 (1152179), страница 25
Текст из файла (страница 25)
е. . следует увеличивать расстояние между сетками. Лаже че ез зазо если частота оставалась бы неизменной, угол пролета чер р должен был бы при этом возрастать. Следовательно, в случае емкостной настройки коэффициент взаимодействия уменьшается с укороче- м) ру Рис. 5.32. устройство полых реаонаторов отражательных клистронов с индуктивной (а, б) и емкостной (и) настройкой: , 9-ввк иная часть; а -сетке вмсокочастотного вавора; 4— Г -стеклянная колба, -вакуу б н ° 9 -четвертьволновые дросселн 19 -ос; Б-наст ечная лопатка; — нас нан часть реаонвтора, 9 — гибкая мем ране; новноа ревонатор, ! 1 -ласковые спан нием волны значительно быстрее, чем при неизменной ширине зазора.
Генерируемая мощность быстро падает на коротковолновом краю рабочего диапазона. П и наиболее коротких волнах размеры тороидального резонари наи мемб ан обеспетора ста становятся очень малыми. Выполнить гибкую м р у, ю остачивающую р требуемое изменение емкости зазора и обладающу д в клист онах точными механическими качествами, трудно. Поэтому и ем емкостной р милли р иметрового диапазона иногда используют сист у перестройки, схематически изображенную а р н ис. 5.32, в.
Четверть- волновые дроссели типа радиальной линии позволяют значительно увеличить диаметр мембраны. Для повышения стабильности частоты и увеличения ви ростокости отражательных клистронов применяется перестраиваемый дой «п ссивный» резонатор, связанный с основным («активным») полым резонатором. Основной резонатор органов р " имеет. Устройство такого клистрона изображено на рис. 5.33. Роль настроечного элемента играет металлическ р, кий шты ь, вводимый во вспомогательный невакуумный волноводный резонатор, Вывод энергии является неотъемлемой частью клистрона, если 197 использована «внутренняя» конструкция резонатора.
При «внешней» конструкции резонатора вывод энергии может выполняться по-разному для одного и того же клистрона в зависимости от предъявляемых требований. Широкое распространение находит коаксиальиый вывод энергии с петлей, вводимой в индуктивную часть резонатора. Коаксиальный вывод энергии часто используется и для возбуждения волновода. В этом случае внутренний проводник коаксиальной линии служит в качестве возбуждающего штыря, погружаемого в прямоугольный волновод (рис. 5.34, а).
Размеры петли и расположение ее в полом резонаторе определяют трансформацию полной проводимости нагрузки и величину внешней и нагруженной добротностей резонатора. Обычно вывод энергии конструируется таким образом, чтобы получить мака а ' симальную мощность при включении на согласованную Х = нагрузку.
Нагруженная добротность клистронных резонаторов имеет при этом вен личину порядка 200 †3. > На волнах короче 2 — 3 см целесообразно применять волноводный вывод энергии, схематически показанный на рис. 5.34, б (см. также рис. 5.33). Резонатор имеет торцовое соединение с прямо. угольным волноводом стан- возбуждаемым на волне типа Н„'.
Вакуумное ечивается с помощью стеклянного, керамического на. Рис. 3.33. Отражательный клистрон с до полиительиым перестраиваемым полым ре зонатором: 7 -«активный тороидальимй резонатор; 2 †«пас сивина» призматический резонатор; 5 — иастроеч имй штырь; 4 — катодный узел; 5 †отражате б — вакуумиоплотиое окно; 7 — выходной волно водный флаиеи и! Рис. 3 34 Схема коаксиально-волноводного (а) и волноводного (б) выводов энергии отражательного клистрона: ! †пет связи.
2 †вакуумн уплотнение коек. спальной ликии, 5 — возбуждающий штырь; 4— согласующий поршекеп 5 — узкий размер сечения волиовода; б — нерезоиаисиое отверстие связи дартного уплотнен или слю Я сп к сечени ие обе дяного о а Стандартные сечения волноводов для суждаются в (1). 198 различных диапазонов волн об- и. Типичные ко«отру«ции и аараметры отратгателаных «а«стропов Основные параметры нескольких типичных отражательных клистронов приведены в табл. 5.3.
Таблица 5.3 Параметры тнпнчных отразгательных нлнстронов 80 — 1 40 110 — 2 30 20 Стеклянный клнстрон 10.см диапазона с внешннм резонатором (рнс. 5.35, а) Металлический клнстрон 3-смднапазона с внутренннм резонатором (рнс. 5.35, б) Металлический клнстрон 7,5-см днапззона повышенной мощностн Металлический клнстрон миллиметрового днапа- зона 0,60 — 0,85 2 пан 3 1, 15 — 3,?5 300 6 нли 7 130 — 1 85 55 2,2 8,5 — 9,6 300 0,09 80 3,5 — 4,3 150 — 450 60 — 180 4нан5 48 — 60 15 — 30 0025 Представителем клистронов со съемным внешним резонатором является стеклянный клистрон 10-си диапазона с дисковыми впаями, указанный в табл. 5.3 под № 1. Устройство резонатора и вакуумной оболочки этого клистрона имеет вид, показанный схематически на рис.
5.32, а, б. Внешний вид клистрона приведен на рис. 5.35,а. Аналогичное устройство с успехом используется на волнах от 5 — 7см до 30 — 50 сж. Типичный металлический клистрон 3-см диапазона (№ 2 в табл. 5.3) имеет конструкцию, изображенную на рис. 5.35, б. Вывод энергии этого клистрона имеет коаксиальную конструкцию; применяется штыревой переход на стандартный волновод прямоугольного сечения (см. рис. 5.34, а). Глубина погружения штыря и расстояние между штырем и волноводным поршнем регулируются до получения максимальной выходной мощности. Емкостная настройка этого клистрона обеспечивает значительно более узкий диапазон, чем индуктивная настройка у стеклянного клистрона. На рис.
5.35, в показан клистрон, имеющий волноводный вывод энергии с дополнительным перестранваемым полым резонатором. За последнее время наметилась тенденция к созданию отражательных нлистронов повышенной мощности (порядка единиц ватт вместо десятков илн сотен миливатт у рассматривавшихся выше клистронов). Параметры одного из таких клистронов приведены в таблице под № 3 Представляет интерес разработка отражательных клистронов для миллиметрового диапазона длин волн. Параметры клистрона 6-мм диапазона указаны в конце табл.5.3. Дальнейшее укорочение рабочей длины волны требует изготовления резонаторов и сеток, имеющих очень малые размеры (напомиим, что диаметр резонатора с учетом укорачивающего действия емкости должен составлять менее половиа) б) в) Рнс. б.зб. Внешний вид типичных отражательных клистронов; а-стеклнннмй клистрон !о-см дизпззонз (без наружной чести резонзторзп б-иетзлличе.
ский клистрон З.сл днзпззонз с енкостной перестройкой: е-клистрои 3-сл дизпззонз с зол. нозодним зизодои энергии и перестройкой с помощью пзссизного» резонзторз ны длины волны в свободном пространстве). Трудности возникают и с другими элементами конструкции клистрона, в частности, с обеспечением весьма высокой плотности тока в тонком электронном луче, доходящей до 30 аlсмз и более.
Наиболее короткая волна, генерируемая отражательными клистронами, составляет в настоящее время около 1,5 мм. й бнб. ПРИМЕНЕНИЕ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ КЛИСТРОНОВ а. Амплитудная а частотная модуляяия отражателзнмк клистроиов Наиболее распространенным и удобным способом модуляции отражательных клистроиов является изменение напряжения нз отражателе, поскольку цепь отражателя практически не потребляет мощности. Прн этом ускоряющее напряжение н тох пучка могут оставаться нензмеинымн.
Простейший вариант схемы с подачей переменного напряжения на отража. тель показан на рис. 5.36. По практическим соображениям ускоряющий электрод и резоньтор клистрона обычно заземляются На ускоряющий электрод (анод) н на отражатель клистрона поданы постоянные напряжения. Переменное модулирующее напряжение подано на отражатель по отношению к земле через конденсатор С.
Резистор )7, сопротивление которого имеет обычно порядок 50 — ! 00 ком, препятствует закорачиванню переменного напряжения через источники постоянных напряжений. Конденсатор С служит для отделения постоянного напряжения от источника модулирующего напряжения. Величина емкости С выбирается с учетом частоты и формы волны модулирующего напряжения. Источники постоянного и переменного напряжений отражателя оказываются соединенными.последовательно. На рис. 5.37 построены графики, поясняющие работу отражательного клистрона при различных видах модуляции. Переходные процессы в клистроне здесь не рассматриваются.
Нетрудно видеть, что амплитудная модуляция не С сопровождается частотной модуляцией только при условии, если модулирую- йх эйг щее напряжение изменяется во времени эгпйуялнпн ~:Пзм по закону прямоугольника (меандра). Амплитуда модулирующего напряжения =и, и постоянное напряжение должны быть такими, чтобы генерация клистрона была возможна только на одной из вершин рис 5 36, Схема модуляции отражамеандра. При слишком малой амплитуде тельного клистрона при подаче пере.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
