1629382528-e201d89ff59dd31db5be21dffcf9458a (846429), страница 93
Текст из файла (страница 93)
Прн любой' фазе линии обратной связи можно, регулируя величину угла пролета изменением ускоряющего по«:ннналз, лобн<ься необходимого баланса фаз. 1!рн нимощн (:<0.!6) ьн>жно «и<же легко пояснить наличие дискр< >ныл об<асмп ко>нбюшй клн«р<нш. !!ри фиксированной обратной связи [! -.-.-:.««нз!! н виши<ой лнбрнгоосы! резона<ораз клистрона„ обсшшчннлзюпш >н««аы«чн н* нш >п«нм<вн «<«с«от<а ч«, проколи последова«слюю рчл знанчшз / = — -.О, 1, 2, 3, ..., необходимо обеспечн«ь «н««н г«нующнй нм !«чд днскрсгпмх значений < и, следова<сль«< «, у<нарнзчншо на<снциала Ум Эгнм, собственно говоря, и пг«<я< н«к< «ся диск!«с! ность колеба гельных областей. генераторов сзсрхшлгнкнх «н<с>аг.
Соо>ншнение (30.155), характеризующее оптимальные условия отдачи энергии элек.гронамн высокочастотному полю, будет выполняться при зна<ении параметра группировки Х= ;. = 1,84 и <6 >;6 '« ./,< '., <=0,58. Таким образом„исходя из энергетических соотношеш<й, мы получили условия максимальной огдачи, соо>ветствуяхцне макс«шальному значению ампл>пуды первой гармоники конвекционного >ока. Прн определенной величине колебательных потенциалов в зоне отдачи //я и, следовательно, определенной величине т, „ 632 призоры сзч с прврыаным Взаимодяйствнвм (гл 30 максимальная мощность, отдаваемая электронным потоком, будет; Р «аа» --.=.
0,337«УУюа«»«»« (30.17) а максимальный коэффициент полезного действия %~а».=. 0 334«мм (30. 13) Если допустить полное использование напряжения в зоне отдачи, т. е. 1,,='1, получим теоретически максимально возможное значе- ние коэ ициента полезного фф действия Ф р »1 ««««»=-0,58, „« Пандус г ннувчс!иену ~ гь ч м«н данном слу ше речь нксг о гак называемом электронном ко"ъ эффнцненте полезного дей- еьь У ствия, т. е: о степени использования мощности электронак™ак У«я ууя уак у«ге НОГО ПОтОка, и НЕ учитываются 1«ис.
ЗОЗ. рааличного рода потери в колебательных системах. Для поддержания незатухавопвих колебаний во внешней колебательной системе необходимо, чтобы мощносгь, отдаваемая электронным потоком внешней колебательной системс, была больпщ нли равна мол!ности поверь в резона«про, коц«руа«мокко выра»«мь ~»к: г/« УУ1 7««в«ерь 2'д " 2К" ° а реа глеК р„ — резонансноесопротивлениеколебательной системы. Условие поддержания незатухающих колебаний может быль записано следующим образом: ~ ~па«»ерь Учтя выражение этих мощностей, условия поддержания колебаний можно записать в следующем виде: 2У«К« ( 3 Р— '»«/~ ~ — м~„) а!п(~~~ + ер) ~ 1.
(30.19) Для определения областей сзмовозбуждения клистрона желательно построить зависимость леной части этого выражения от иевозмущенного Угла пРолета м»а. На Рис. 30.8 нРедставлена подобнаЯ зави- СИМОСтЬ дЛя ОДНОГО ИЗ ВОЗВУОжпЫХ рЕжИМОВ (Прн 1»и»=!» — — СОПЗ1), полученная в предположении, что оптимальные условия отдачи энвргии все зрел«я выполняются, т. е. имеет место полная группировка потока, и сетки выходного резонатора находятся и месте наибольшей плотности сгустков электронов.
Иа этого рисунка видно, по при % 30.11' клистро н 533 'в::-"',-::.:.. изменении угла пролета 6 имеет месго ряд деус колебаний. Это — 'наиболее существенная черта мическим управлением электронным но~оком. Оптимальные условия о«дачи элса~!шнныв«п мощности в каждой иа облас~сн само»небу«кляни ;~":-„::;:-', ' ряться при определенноч зна инин угла н!квас~а ветствующем условию е«еа — 1,11!. !!Сслслнсс уса<и~не можно занн- 2«е 1 — = сопя!, ~/ 2е А У крелвных областей генераторов с дина- пупком наибпльшвй я будут удовлетвомт --- соп»1 соот где Р— длина промежутка группировки или 1.'и„=-- с (30.20) Это соопюшщшс !1аркгаузюш, справедливое для рсжнмов, соответствующих оптимальной С~У«ачс, ньюс~ болшнос значение н наблюдается в любых гснсра«орах с динамическим управлением. Осгановимся на нем несколько подробнее.
11рсжле все~о необходимо отметить„ по условие (30.20) нредставлясв «условие синхронизации» между периодическими унлопвеннями элен~ровного но«ока и нысокочастотным переменным полем внешней колебательной системы. При выполнении этого условия синхронизации сгустки электронов будут проходить между сетками Лэ Вя (рис. 30.7) в наиболее бла:«!:::;;~.'. гоприяпюй фазе, когда электрическое поле в этой зоне тормозящее. Подобное рассоргнрование электронов в клистроне осуществляется за счет фааовнн группировки, обсспе шваюивей преобладающее прохождение правильн<н!шзных элск«ронов через зону о~дачи. Чго жс касается шсвпгы гснсрц!«ус«на» колебаний (прн условии правильного подбора фазы обравной связи), Уо последняя всецело «У определяется собственной заставой колсбагсльнон системы (с учетом изменения диэлектрической проницаемости в промежутке, заполненном электронами).
Поэтому при неизменной настройке колебательной системы и изменении (Уа в пределах области колебаний происходит довольно резкое изменение интенсивности колебаний н наблюдается сравнительно небольшое изменение частоты, обусловленное побочным явлением, так называемой электронной настройкой. Если же производить перестройку колебательной системы при одновременном изменении факторов режима, то в пределах одной области колебаний можно получить непрерывное изменение 1..
Процессы, аналогичные рассмотренным, происходят н в других сверхвысокочастотных генераторах. В некоторых из них имеет место совмсщспне функций модуляции, преобразования потока и огдачи энергии в одних н тех же областях междуэлектродного пространства. Для этого движение электронного пптока организуется так, пгиаозы свч с пгдтьвныы взлнмодзйствиям !гл. 30 чтобы после завершения процесса модуляции плотности электроны снова проходили через те же или аналогичные зоны, отдзвая свою энергию колебательной системе. Нужное движение электронов обес- печивается при атом либо тормозящим постоянным электрическим полем, либо соответственно направленным пос>ояниым магнию>ым полем.
!!римером можс> слул<и>ь оцинка>ельиый клиг>рви, в ко>ором используется только олин рсзопагрр >ороидального липа. В одной жше пространства, заключенной 3 ,. ~> л> ~ между сетками этого резонатора, 1 > совмещены процессы модуляции электронного потока по скорости 11 кй н отдачи энергии. На рнс. 30,9 > Ч предстзвлена схема отражательного клистрона, а на рис.
30,10 пока> > вано разделение рабочего пространства его на зоны и распределение потенциала в этих зонах. В ре> жиме установившихся колебаний 1 1 между его сетками имеется колебательное напряжение .б>> з!пмС а. сами сетки находятся под положиРис. ЗОЛ О. тельным потенциалом ЕУл относи- тельно катода. На огражатель С подается отрицательный потенциал ЕУ„создающий тормозящее поле в пространстве между второй сеткой резонатора и отражателем. Величина тормозящего поля Ул — Е~, подбирается такой, ч >обы 333 ф 30.1~ !;::.':. электронный поток, не достигая огра>кагеля, возвращался обратно и снова щюходил сетки резонатора. Во время движения электронов к огра>ха>слю и обратно в прос>рапсгве между второй сеткой и отрах<агелем происходит процесс преобразования модуляции скорости в модуляцию пло>иосси электропшпо потока.
В результате этого при обри>иол> прохождении с> руппироя пшого элок>ровного погока через сс>ки резона>ора и пр вильном подборе фазовых соо>но>некий ,у будет имс>ь мссго о>дача .>псргии колсба>сльиои системс. '1'аким образом, в огрзжа>ельпом клисгропе прои<ходя> зс же процессы, что и в двухкопгурном клистроне. Локализация функций модуляции и отдачи в одной зоне представляет лишь конструктивно-техниче'ское, но не принпипиальное отличие отражательйого клнстрона ,.
!=3 .> от двухкоптурпого. К о>раи<агельиоиу клис>рону весьмз близок ио сущесп>у происходящих в нем пропегшш гак называемый генерз>ор схем>з >орМозящего поля, ис<ориче<ки явившийся предшес»ц яником клистропиых >сиераторов и первым сверхвысокочастотным генератором с динамическим управлением Рис. 30.11.
!рис.,30.11). Схема тормоаящего поля была впервые исследована в 1920 — 1991 гг. Баркгаузеном н Курцем в Лейпциге и, независимо от них, С. И. Зилитинкевичем в Ленинграде. Последним было дано и теоретическое обоснование возникноисшш колсба>гл>.пых режимов и этой схеме. Качественно работу гхгмы >«рм«>шш>чо пола можно описать следующим образом.