Стр.302-376 (1152181), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Для генерирования коротких прямоугольных импульсов используются импульсные модуляторы, простейшие схемы которых изображены на рис. 7.36, а и 7.36, б Действие модуляторов* основано на накоплении энергии от источника высокого постоянного напряжения и на периодической разрядке накопителя ' Аналогичные импульсные модуляторы используются для питания мощ. ных клистронов н ЛБВ, рассмотренных в гл 5 и 6. Таблица 7.2 Параметры типичных мвгнетронов х х х 3 $ до о о.
о о о йо. х хо х х чо и х х х ЕЙ о о ю р о ан хх х хо о Тип магнетрона х о 631 1О Импульсный ненастраиваемый магнетрон 1О-см диапазона (рис. 7.32) Импульсный пакетированный ненастраиваемый магнетрон 3-см диапазона (рис. 7.33) Импульсный пакетированный коаксиальный магнетрон 3-см диапазона (рис. 7.34) Импульсный обращенный коаксиальный магнетрон 8-мм диапазона Магнетрон непрерывного генерирования для промышленного и бытового нагрева Металло-керамический магнетрон непрерывного режима 10-см диапазона, перестранваемый напряженнем (рис.
7.35) 1О 1 1!00 2,72 — 2,89 (серия магнетро- нов) 9,375 27 8 (щель- отверстие) 16 (щель отверстие) 0,29 14 2 22 27 13,5 О, "об 36 16 1 9,375 ЗЗ !5 00 50 40 (лопаточ- ный) !20 (лопатам ный) 33,5 — 35,5 22 !00 21 22 2,5 0,85 2,45 60 0,15 2,5 — 4,1 0,25 0,002 1,3 прн частоте 3 Ггц !2 0,01 через нагрузку — магнетрон или первичную обмотку импульсного трансформатора, на выходе которого включен магнетрон. Коммутация осуществляется с помощью импульсного тиратрона илн модуляторного тетрада, играющего роль ключа При использовании импульсного тнратрона длительность и форма импульса опрсделяютсн накопителем, роль которого играет искусстненная линия, состоящая, например, из 4 — 6 звеньев 5г и Са При каждом импульсе в схеме, изображенной на рис 7.36, а, происходит полная разрядка накопителя.
Схема, показанная на рнс. 7.36, б, основана на частичной разрядке накопителя — емкости С. Импульсный трансформатор, имеющийся на рис 7.36, а, не только повышает напряжение и изменяет полярность импульса, но и обеспечивает трансформацию сравнительно высокого внутреннего сопротивления магнетрона по постоянному току (500 — 1000 ом) до величины порядка нескольких десятков омов, необходимой для согласования с искусственной линией.
Длительность импульса не может выбираться произвольно и лежит в доводьио узких пределах, определяемых, с одной стороны, временем установления колебаний н магнетроне и, с другой стороны, искрением, спадом эмиссии ка ода и перескоком нз другие виды колебаний Для большинства магнетронов нти. метрового диапазона максимальная длительность импульса ограничена 2 — 5 ксек Мийимальная продолжительность импульса имеет обычно порядок О,Ь мксек Не следует дуыать, что качество импульсного модулятора гем выше н работа магнетрона тем лучше, чем выше крутизна фронтов импульса анодного напряжения, т.
е чем больше форма импульса приближается к идеальному прямоугольнику. Желательно иметь такую скорость нарастания анодного напрях(ения, чтобы матпр гнетапнп гнетрпрл а) Зарядка капп агнетрпн ау Рис. 7.36. Упрошенвые схемы импульсных людуяяторов с полной (а) и'с частичной (б) разрядкой накопителя Стрелками показано направление токов при зарядке и разрядке; 1 — нсточнии высокого напряжения; П вЂ” ииоульсиыи ва. дающий генератор, П вЂ импульсн траисвориатор; 4— импульсный тиратрон; г — ыодулярный тетрод успел установиться основной рабочий внд колебаний, но возможно быстрее была пройдена область напряжений, где могут возбуждать:я нежелательные виды колебаний.
Если же скорость изменения напряжения в области порогового напряжения и-вида слишком велика, то он может не возбудиться Магнетрон может дать «пропуск» коле аний или возбудиться на одном из высоковольтных видов, лежащих в верхней части графика Харири. С учетом этих явл ний скорость нарастания напряжения на фронте переднего импульса вблнзи порогового напряжения и-вида обычно не должна превышать )00 — 200 кппмксек Следует отметить, что ухудшение формы высокочастотного импульса (н спектра генерируемых частот) может быть обусловлено ие только плохим качеством магнетрона и импульсного модулятора, но и недостаточно хорошим согласованием выходного СВЧ тракта Условия работы магнетрона значительно облегчаются при использовании ферритозого вентиля (изолятора) или циркулятора.
303 й 730. ЛАМПЫ ПРЯМОЙ И ОБРАТНОЙ ВОЛНЫ М-ТИПА а. Общие принципы Магнетроны, рассматривавшиеся в й 7.1 — 7.8, являются автогенераторами. Наряду со многими преимуществами радиопередающих устройств СВЧ, на выходе которых непосредственно расположен мощный автогенератор — магнетрон, им присущ и ряд недостатков. Во многих случаях необходимо переходить к цепочке, состоящей из маломощного стабилизированного задающего генератора, одного или нескольких промежуточных усилителей и оконечного мощного усилителя. Особенно возросла роль таких цепочек в связи с применением когерентных методов радиолокации, а так- 51 же созданием систем с управляемыми фазированными ан-, на тенными решетками.
5 Самовозбуждение и магнетронном генераторе обусловлена положительной обрат- 1 б в — Вс пой связью, существующей ввиду замкнутой (кольцеобраЗНОй) КОНфИГурацИИ РЕЗО- рис 7,З7 Принципиальная схема ЛБВ наторной системы и элек- типа М; тронного потока. Поэтому для ! — эамедляющая струитура, 2 — отрицательный электрод; 8 — катод; 4 — ускоряющий электрод и ПОЛНОГО уетраНЕНИЯ ОбОИХ Ви- магнитный экран; 8 — коллектор; 8 — электронный дов обратной связи и прев- поток; у, 8 — вход и выход ращения магнетронного генератора в нерезонансный магнетрониый усилитель следует «разорвать» замедляющую систему и электронный поток и расположить на противоположных концах системы устройства для ввода и вывода СВЧ сигнала.
Рассмотрим усилительную лампу бегущей волны М-типа (ЛБВ М), схематически изображенную на рис. 7.37. Высокочастотная цепь этой лампы состоит из плоской замедляющей системы и расположенной параллельно ей металлической пластины, между которыми с помощью источников постоянных напряжений Уоэ и Ув создано постоянное поперечное электрическое поле. Промежуток между этими электродами шириною е( играет роль пространства взаимодействия, где должно происходить преобразование энергии электронов в энергию СВЧ колебаний. Перпендикулярно плоскости чертежа (см.
рис. 7.37) на лампу наложено постоянное магнитное поле. Таким образом, электроны двигаются в пространстве взаимодействия в постоянных скрещенных электрическом и магнитном полях, как в обычном магнетронном генераторе. Предположим сначала для простоты, что ннжекция электронов производится параллельно оси замедляющей системы с помощью обычной электронной пушки, вынесенной из пространства взаимодействия и имеющей магнитный экран, как показано на рис. 7.37.
Начальная скорость электронов о, при влете в пространство взаимодействии оп- ределяется постоянным ускоряющим напряжением (7,: Нижняя пластина находится под отрицательным потенциалом по отношению к катоду и к замедляющей системе. Эту пластину принято называть отрицательным электродом; иногда используют также менее удачное название кхолодный катод», как в митроне, рассмотренном в э 7.8, в.
Для объяснения движения электронов в приборе, изображенном на рис. 7.37, обратимся снова к общим уравнениям движения электронов в скрещенных статических полях (э 7.2, б). В данном случае электроны поступают в пространство взаимодействия со скоростью гя отличной от нуля, в точке, не совпадающей с положением отрицательного электрода. Уравнения (7.12) и (7.13), соответствующие этим условиям, указывают на трохоидальный характер движения электронов.
Интересен случай, когда трохоидальная траектория электрона вырождается в прямолинейную траекторию, параллельную поверхностям электродов. В самом деле, правая часть (7.12) обращается в нуль при В ! — — о -=0; хо (7.47) (7 48) При тех же условиях становятся равнь>ми нулю последние два члена в уравнении (7.13). Уравнения движения электрона приобретают при этом простейший вид Е у=уО', х=х + — г, О (7.49) где Š— напряженность постоянного электрического поля в пространстве взаимодействия, которая при пренебрежении пространственным зарядом равна Е= '+1 (7.50) д Источники напряжений (7, и (7„, обозначены на рис.
7.37. Скорость движения электронов в направлении оси х вдоль замедляющей системы в соответствии с (7.49) составляет Дх Е щ в т. е. в точности равна скорости центра катящегося круга, описывающего циклоиду в обычном магнетроне. Для наглядности можно представить, что точка, описывающая траекторию электрона, совмещается с центром круга, рассматривавшегося на рис. 7.3. С физической точки д!О "то= оц. (7.52) Поскольку начальная скорость зависит от ускоряющего напряжения й/щ наложенного на электронную пушку, условие (7.52) с учетом (7.50) дает: "заи оамеоо ног раниый аунаи й из+! иоа ~ 1 вл (7. 53) ягроаоа еленин онаиигрод а) ! ! 1 йяеюлрон ме сгусигио Уравнение (7.53) связывает ускоряющее напряжение на электронной пушке б,) (/е с двумя другими постояинымн напряжениями Рис 7.88 Структура поля бегущей волны и образование сгустков в электронном пучке (уа н (7„, приложенными магнетронного усилителя к электродам на рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
