Главная страница Комод Кухня Компьютерный стол Плетеная мебель Японский стиль Литература
Главная  Передающие устройства СВЧ 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 [ 76 ] 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149

ластях тормозящей фазы СВЧ тангенциальной составляющей электрического поля. Амплитуда волны электронного потока вдоль длины усилителя возрастает, ее гребень приближается к ЗС, увеличивается и амплитуда электромагнитного поля в ЗС.

Для анализа процесса усиления в ЛБВМ в случае малых амплитуд СВЧ-поля (линейное приближение) записывают характеристическое (дисперсионное) уравнение относительно коэффициента распространения у = а -f /р волны в ЗС аналогично тому, как это показано в § 2.3, п. 3. При этом учитывают двумерность движения электронов в пространстве взаимодействия (не только к коллектору, но и в направлении к ЗС или катоду 5). Анализ этого уравнения показывает, что если в ЛБВО возбуждаются три волны (2.48), то в ЛБВМ - две, причем у взаимодейст-вующей (усиливаемой) волны а = -ОКэлу где D = = VPacoKsJE - параметр усиления; К^ = 2лДз<.; -з^ - длина волны взаимодействующей пространственной гармоники ЗС. По мере распространения от входа ЗС к выходу амплитуда электрического поля возрастает по закону е, = = Б'гвхе , а коэффициент усиления по мощности, если длина ЗС равна L, записывается в децибелах как Кр = = -8,683 . Так как начальные потери в усилителе около 6 дБ (они идут на возбуждение в ЗС невзаимодействующей волны), то в децибелах

Кр = 8,68DKs.L - 6 = 54,6D/V - 6,

где Л^зс = А.-зсАзс- Расчет коэффициента усиления по последнему выражению дает хорошее совпадение с экспериментальными результатами при малом входном сигнале.

К. п. д биматронов, как и других приборов с разомкнутым электронным потоком, меньше, чем к. п. д. приборов с замкнутым потоком Значение этого параметра зависит от мощности входного сигнала С ее уменьшением группирование электронов на начальном участке пространства взаимодействия проходит слабо, основная часть потока движется вдали от ЗС, отдавая свою энергию коллектору. Для повышения к. п. д. ЛБВМ можно использовать понижение потенциала коллектора (рекуперативное торможение).

Коэффициент усиления этих приборов досгигает 30- 40 дБ, однако при этом для сохранения устойчивости при наличии отражений от нагрузки приходится вводить примерно на середине ЗС участок дрейфа. Для этого ЗС разбивают на две секции и нагружают kohiu.i, примыкающие



друг к другу, на согласованные нагрузки. Иногда ограничиваются введением в ЗС сосредоточенного поглотителя (3 см рис. 9.13) Эти меры снижают к. п д усилителя. У лучших приборов этого типа он составляет 50 - 60 %.,

Полоса рабочих частот биматронов при достаточно высокой линейности ФЧХ достигает 40 % и более. Уровни мощности, на которых в настоящее время целесообразно использовать ЛБВМ с инжектированным лучом, составляют единицы-десятки киловатт в непрерывном и сотни киловатт - единицы мегаватт в импульсном режиме.

Слабая зависимость фазы выходного сигнала от ускоряющего напряжения и входной мощности позволяет рекомендовать эти приборы для использования в допплеровских РЛС и системах с ФАР, Они находят применение также и в системах связи.

5. Автогенераторные ЛОВМ с инжектированным электронным лучом - карсинотроны - находят применение как мощные источники непрерывных или импульсных СВЧ-колебаний, допускающие быструю перестройку частоты в широком диапазоне. Их используют в передатчиках с частотной или импульсной модуляцией и передатчиках помех

Основные конструктивные особенности этого прибора отмечены при рассмотрении классификации (см. рис. 9.3) и конструктивных схем приборов М-типа (см рис. 9.4, г). Плоский вариант конструкции и схема подачи питающих напряжений аналогичны представленной на рис. 9.13, но вывод энергии должен располагаться в начале ЗС (у ЭП), а согласованная нагрузка 3 включена в конце ЗС у коллектора.

Условия формирования электронного потока и основные принципы механизма взаимодействия электронов с полем в ЛОВМ остаются теми же, что и в биматронах, но взаимодействие происходит с основной обратной гармоникой. В качестве ЗС обычно используют встречно-штыревую систему Действующий в приборах с обратной волной механизм положительной внутренней обратной связи (см. рис. 9.1, б) приводит к тому, что прибор самовозбуждается при превышении током луча некоторого пускового значения /о пуск (при этом выполняется условие баланса амплитуд) Возбуждение происходит на той частоте, где взаимо-

* В этом случае Кр уменьшается на зат> хание в поглотителе, выраженное в дБ,



действие происходит синхронно, т. е.

v = (E, + E,)/(dB), (9.3)

что в данном случае соответствует балансу фаз.

В ЛОВМ используют ЗС с линейной в широкой полосе частот дисперсионной характеристикой. На ее линейном участке Vф = f/F. Здесь F - коэффициент, характеризующий данную ЗС. Из (9.3) следует, что

/ = Л (£, + £,), (9.4)

где Л - коэффициент пропорциональности, определяющий в конкретном приборе зависимость частоты генерации от питающего напряжения.

Для выяснения условий самовозбуждения ЛОВМ необходимо, как и в предыдущем случае, составить дисперсионное уравнение для постоянной распространения волны в ЗС с учетом того, что направления групповой скорости волны и скорости электронов противоположны. Если учесть также, что амплитуда поля у коллекторного конца ЗС должна быть (из физических соображений) равна нулю, а у вывода энергии - максимальной, то получим, что амплитуда поля распределена вдоль длины ЗС L по косинусоидаль-ному закону. При этом должно выполняться условие

DN = (2m-\)IA, (9.5)

где m = 1, 2, 3, ... - номер вида колебаний. Соотношение (9.5) показывает, что, как и все автогенераторы СВЧ, ЛОВМ имеет бесчисленное множество зон генерации, каждой из которых соответствует свой номер вида т. Значению т = 1 соответствует такой режим генерации, при котором вдоль длины ЗС укладывается четверть периода распределения амплитуды поля.

Подставив в (9.5) значение параметра D, можно найти пусковой ток:

/о„у (2т - 1)2 (9.6)

ЗС ЗС эл

Таким образом, каждая зона генерации имеет свое значение пускового тока; минимален пусковой ток первой зоны /onycKi- В реальных условиях за счет действия не учитываемого в (9.6) объемного заряда пусковой ток второй зоны /о„уск2 - 4/о„уск1- При переходе из одной зоны в другую изменяются частота генерации и .мощность колебаний основной частоты, возможна одновременная генерация



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 [ 76 ] 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149

© 2007 EPM-IBF.RU
Копирование материалов разрешено в случае наличия письменного разрешения