зависимостей и, следовательно, только одна частота установившихся колебаний, что исключает скачкообразные изменения частоты.

При исследовании влияния нагрузки на частоту и фазу колебаний автогенераторов или усилителей, в которых используют приборы с замедляющими системами, эквивалентная схема, представленная на рис. 5.3, неприменима. В этих случаях необходимо учитывать влияние отражений на взаимодействие электронного потока с СВЧ-полем, происходящее на всей длине ЗС, а также неоднородностей внутри прибора. Поэтому общих соотношений для Дф и Д/о получить не удается. Выражения, по которым можно оценить влияние коэффициента отражения от нагрузки на уходы фазы в усилителях на ЛБВ 0-типа и на амплитронах, следующие.

В усилителях на ЛБВ 0-типа

Дфтах^0,168Р Р„ (1 -Г|ь,х)/(СРо). (5.28)

где Рвых - выходная мощность ЛБВ; Р„ = VJ, - мощность, потребляемая от источника питания; Г^ых - коэффициент отражения выхода ЛБВ; С - параметр усиления ЛБВ.

Для усилителя на амплитроне

Дфах = 2 arcsin [Гв ,Г„ {Kpldf% (5-29)

где Кр - коэффициент усиления амплитрона; d - его обратное затухание; Гвых - коэффициент отражения на выходе амплитрона.

Эффективным средством уменьшения дестабилизирующего влияния нагрузки на частоту колебаний в передатчиках СВЧ является использование ферритовых развязывающих приборов. Сформулируем требования к развязывающим приборам, применяемым для этих целей. Учитывая, что интерес представляют малые отклонения фазы и частоты, соответствующие малым значениям Т' , запишем (5.17) и (5.22) в виде

Афшах^2ррГ' ; (5.30)

А/отах=/оГ;,/(Зв . (5.31)

Здесь Гн - коэффициент отражения на выходе генераторного прибора с учетом включения между генератором и нагрузкой развязывающего прибора, связанный с Г„ и параметрами развязывающего прибора (вентиля) зависимостью

Г;=Г /(а„ра бр), (5.32)

где а„р, аобр - затухания при распространении волны через вентиль соответственно в прямом и обратном направлении. С учетом (5.30), (5.31) и (5.32) можно выразить параметры вентиля через допустимые уходы фазы и частоты:

а„ра 5р=э2РрГ„/(Дфд„ ); (5.33)

апраобрг&/оГ /(СвнД/одоп)- (5.34)

В выражение (5.34) для удобства расчета можно ввести коэффициент затягивания частоты, воспользовавшись, например, формулой (5.25):

праобр 2,4f о,2Г„/(А/одоп). (5-35)

При применении усилителя СВЧ на базе ЛБВ 0-типа и амплитронов требования к вентилям определяются на основании (5.28) и (5.29). Имея в виду (5.32), получаем для усилителей на ЛБВ 0-типа

а„ра ,р 0,168Р Г„ (1 - Г^ь,х)/(СР Афдоп) (5.36) и для амплитронных усилителей

а„ра бр 2Г Г„ {Kp/dYV{A,on)- (5.37)

§ 5.4. СТАБИЛИЗАЦИЯ ЧАСТОТЫ С ПОМОЩЬЮ ВЫСОКОДОБРбТНЫХ РЕЗОНАТОРОВ

Известно, что стабильность частоты генераторов с PC тем выше, чем больше добротность PC. Ослабление связи с нагрузкой эквивалентно увеличению добротности PC, т. е. повышению стабильности частоты Однако это связано с уменьшением мощности, отдаваемой генератором в нагрузку, поэтому ослабление связи с нагрузкой целесообразно использовать только в генераторах малой мощности, например в измерительной аппаратуре и в маломощных ступенях многокаскадных передатчиков. Увеличение собственной добротности PC ограничено физическим пределом уменьшения потерь в них. Кроме того, во многих генераторах PC оказываются сильно связанными с электронными потоками. Все это затрудняет стабилизацию генерируемой частоты.

Повышению добротности PC генераторов может способствовать подключение внешнего резонатора, обладающего гораздо большей добротностью, чем добротность PC стабилизируемого генератора. Физически стабилизирующее действие внешнего резонатора объясняется тем, что вносимое

Б* 131

им в PC генератора реактивное сопротивление по модулю значительно превышает активное, а это равносильно увеличению добротности PC генератора. В стационарном режиме частота автогенератора определяется условием равенства нулю суммарной реактивной проводимости Ьвых (5.18). Если в результате воздействия каких-либо дестабилизирующих факторов это равенство нарушается (например, электронная проводимость получает приращение Abe), то его восстановление происходит за счет изменения частоты автогенерации, при котором реактивная проводимость PC изменяется на АЬо = -Abe. Чем больше добротность PC, тем меньшему изменению частоты генерации соответствует приращение АЬр^.

Коэффициент стабилизации показывает, во сколько раз увеличивается стабильность частоты при подключении внешнего резонатора, и равен отношению

крутизны наклона dllb/df кривой реактивной проводимости PC с учетом внешнего резонатора к крутизне наклона dbJdf кривой реактивного сопротивления собственной PC генератора.

Ннагрузне

н>

Я

Рис. 5.7. Схема генератора (а) с внешним высокодобротным резонатором и частотные зависимости (б) реактивной проводимости PC:

/ - антнпаразитное сопротивление; 2 - реактивная диафрагма; 3 - стабилизирующий резонатор; 4 -магнетрон

Рис. 5.8. Включение стабилизирующего резонатора в цепь обратной связи автогенератора

На рис. 5.7, а в качестве примера показана конструктивная схема подключения стабилизирующего внешнего резонатора к магнетрону. При совпадении частоты генератора с собственной резонансной частотой резонатора последний не влияет на работу магнетрона, что обеспечивается подбо-