Стр.302-376 (1152181), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Это число определяет также количество спиц, находящихся в пространстве взаимодействия платннотрона, так как спицы формируются в каждом тормозящем полупериоде СВЧ колебаний. Можно отметить сходство числа у и номера вида колебаний (и + рУ) в магнетронных генераторах, где это число также определяет количество вращающихся спиц. г. Характеристики и параметры платииотропиых усилителей Одной из особенностей платинотрона является форма его амплитудной характеристики, т. е.
зависимости выходной мощности усилителя от величины входной мощности. Опыт показывает, что эта Реых ,О б р е еетрее ее рее рех 1сдыее 1 ели ее Ври ее а 1 1 а) 6) Рис. 7.47. Амплитудные и вольтамперные характеристики платинотронното усилителя. Заштрихованы области срыва усиления характеристика имеет резко выраженный насыщенный характер, как показано на рис. 7.47, а. При неизменной величине подводимой мощности питания Р, существует минимальная величина входной мощности Р„,р„, ниже которой платинотрон перестает воспроизводить частоту и спектр входного сигнала. Область, заштрихованная на рисунке, соответствует значительным шумам или паразитному самовозбужденню платннотрона, при котором частота выходных колебаний не зависит от входного сигнала.
Таким образом, платинотронный усилитель по своим свойствам сильно отличается от большинства других усилителей СВЧ диапа- 32б вона, способных воспроизводить как частоту, так и амплитуду при малой мощности входного сигнала (см., например, рис. 6.8). Усиление платинотрона можно качественно сравнить с работой синхронизированного магнетрона при захватывании его внешним сигналом. Паразитная генерация платинотрона при отсутствии входного сигнала заставляет иногда принимать специальные меры для устранения этого явления.
При использовании усилительных цепочек, составленных из нескольких платинотронов, приходится обычно сокращать длительносты импульса питающего анодного напряжения на каждом каскаде в сравнении с импульсом входного СВЧ сигнала. Из рис. 7.47, а можно сделать и другой важный вывод. Коэффициент усиления платинотрона резко убывает по мере увеличения входной мощности. Типичная величина коэффициента усиления в номинальном режиме обычно не превышает 10 — 15 дб и падает до нескольких децибелов при дальнейшем увеличении входного сигнала. В этих условиях выходная мощность становится соизмеримой со входной мощностью.
Поскольку вносимые потери платинотрона очень малы, необходимо определять величину полного к. и, д. не через отношение выходной мощности Р, „к подводимой мошности питания Р„а через отношение Рвых Рвх х)~~~ = в (7.68) 11Вв где Р,х — мощность входного сигнала. Ограниченная величина коэффициента усиления платинотрона является его самым серьезным недостатком в сравнении с другими типами СВЧ усилителей, в первую очередь многорезонаторными клистронами и лампами бегущей волны типа О. Однако чрезвычайно высокий к.
п. д., доходящий до 60 — 80%, в сочетании со сравнительно широкой полосой частот является наиболее ценным свойством платинотрона. Рабочие характеристики платинотрона (ув = 7((в) при В = = сопз( имеют вид, сходный с рабочими характеристиками магнетронных генераторов (см. э 7.7, а). Особенностью вольтамперных характеристик платинотрона является существование области срыва усиления при болыпих анодных токах, как показано на рис 7.47, б.
Величина тока 7,р„„, обусловлена в значительной мере эмиссионной способностью катода и прежде всего его вторично-эмиссионными свойствами. По аналогии с электронным смещением частоты, существующим в магнетронных генераторах, работу платииотронных усилителей можно характеризовать электронным смещением фазы — изменением фазы выходного СВЧ сигнала при изменении анодного тока на 1 а. Используется также оценка фазовой стабильности платинотрона по величине сдвига фазы, соответствующей изменению анодного напряжения или анодного тока на 1% от номинальной величины.
Типичная величина электронного смещения фазы составляет О,1 — 0,3' иа 1% изменения анодного тока или 0,5 — 0,8' на 1% анодного напряжения. д. Типиппще конструкции плитипотроппьт усилителей На рис. 7.48 и 7.49 показаны устройство высокочастотной системы и внешний вид типичного мощного импульсного амплитрона 10-см диапазона. Основные параметры рассматриваемого прибора приведены в табл. 7.3, № 4. Амплитрон имеет пакетированную конструкцию с аксиально расположенным катодным узлом.
Обращает на себя внимание значительное конструктивное сходство платинотронного усилителя и магнетронных генераторов, рассмотренных в э 7.8. Отличительной особенностью платинотрона, изображенного на рис. 7.48 и 7.49, является устройство волноводных ввода и вывода Рнс 7.48 Замедляющая система мощного платннотрона. 1 -стержня с ламелямв, 2, 2 †связ; з — разрыв связок, б †холост «венка; б— короткозамыквющая стенка; 7, б †входн в зьподной прямоуголь ные волваводы; У, 10 †продольн ребра в волнозоде; 11, 12 †соединен связок с ребрамн, 12 †шту- дер системы охлажденяя энергии.
Прямоугольный волновод стандартного сечения, возбуждаемый на волне типа Нць плавно переходит к ребристому волноводу Н-образного сечения. Двойные связки, расположенные в среднем сечении анодного блока, подключены на входе и на выходе к двум ребрам Н-образного волновода. Замедляющая система рассматриваемого платинотрона относится к лестничному типу и имеет прямые круглые стержни с прямоугольными ламелями, расположенные вдоль оси прибора и связанные с боковыми крышками.
Для увеличения рассеиваемой мощности стержни выполнены из медных трубок, по которым под давлением циркулирует охлаждающая жидкость. В дециметровом и сантиметровом диапазонах волн при сравнительно небольших уровнях мощности широко используются коаксиальные вводы и выводы энергии, имеющие кондуктивное соединение внутреннего проводника с одной из связок или с крайней ламелью замедляющей системы. 326 Параметрьл типичных ламп оббатной волны и усилителей М-типа , Е о хо х лх Я *' о оо о о.
о о х оо л о о й л с на о= < и х х о. ыд л ол х ао тпп лпллпх з о с 0,4 250 — 330 вш О, 122— Генераторная ЛОВ М непрерывного режима 10-см диапазона Усилительная ЛОВ М непрерывного режима (синхронизированный генератор) 5-см диапазона Усилительная ЛБВ М импульсного режима дециметрового диапазона Импу льсныи амплитрон 10-см диапазона (рис. 7.49) 2,5 — 3,! 2,0 — 5,1 5,925 .— схб,425 0,9 —:1,5 500 вт 17 17 3 — 8 Д(вт 50 — 68 64 — 90 11 — 15 2,9 — 3,1 66 3 Мвш 70 — 80 50 — 54 12 (прп Рпых= =50 квш) 329 )Тля уменьшения обратной связи по электронному потоку между входом и выходом платинотрона вместо упоминавшегося холостого резонатора иногда располагается участок дрейфа с гладким анодным сегментом, протяженность которого соответствует нескольким резонаторным ячейкам.
На участке пространства взаимодейст- ' . ! у вия между катодом и гладким сегментом происходит частичное разрушение электронных спиц, аа благодаря чему ослабляются ограничения рабочей полосы частог, рассмотренные в 9 7.11, в. Одновременно увеличивается развязка между входом и выходом по СВЧ полю, что способствует достижению более высоко- йл го коэффициента усиления. Тем це менее, одновременное сочетание высокого коэф- Рис. 7.49. Внешний иид типичного имфнциента усиления, высокого пульсного платинотропа 1О-см диапазона к.
п. д, и широкой полосы частот в современных платинотронах пока не достигнуто. Типичные значения коэффициента усиления не превосходят 10 — 20 дб при рабочей Таблица 7.3 полосе частот !даже при подстройке анодного напряжения) порядка 5 — 10% от средней частоты и при к. п. д. порядка 50 — 60%. Мощности платинотронов, достигнутые в импульсном режиме, имеют примерно такой же порядок, как в магнетронных генераторах,— до 10 Мвгп в сантиметровом диапазоне волн. Наибольшая мощность в непрерывном режиме достигла 500 квт в 10-см диапазоне при к.
п. д., превышающем 70%. Большой интерес представляет использование в платинотронах холодных катодов, обеспечивающих требуемый анодный ток за счет вторичной электронной эмиссии. Преимуществом таких приборов является безмодуллторная схема питания з импульсном режиме. Анодное напряжение в этом случае является постоянным. «Запуск» прибора производится непосредственно импульсом входного СВЧ сигнала за счет лавинообразного нарастания бомбардировки катода электронами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
