Порядок проведения расчетов

I. Для каждого из вариантов работы задаются параметры расчета,

представленные в таблице 8.1:

· требуемая частота генерируемых колебаний, определяемая собственной частотой резонатора ;

· напряжение источника питания, определяющее напряжение на резонаторе ;

· ток , потребляемый отражательным клистроном;

· продольный размер клистрона по расстоянию между зазором резонатора и отражателем;

· диаметр электронного потока, соответствующий внутреннему размеру резонатора ;

· один из способов механической перестройки частоты клистрона путем изменения ширины зазора

Таблица 8.1. Исходные данные для проведения расчетов

 

№ варианта   Частота , ГГц Напряжение на резонаторе , В Ток, , мА Продольный размер резонатора ,мм Диаметр электронного потока , мм
1,0 10,0 12,0
2,0 5,0 10,0
2,5 4,0 10,0
3,0 3,0 10,0
5,0 2,5 7,5
6,0 2,5 7,5
7,5 2,0 6,0
10,0 1,5 6,0
15,0 1,5 5,0
20,0 1,5 5,0
1,0 15,0 5,0
1,5 10,0 5,0
2,0 10,0 5,0
3,0 7,5 7,5
3,5 5,0 7,5
4,0 4,0 7,5
4,5 3,5 10,0
5,0 3,0 10,0
5,5 2,5 10,0
6,0 2,5 10,0
6,5 2,5 5,0
7,0 2,5 5,0
7,5 2,5 5,0
8,0 2,0 5,0
8,5 2,0 7,5

 

II. По формуле (8.3) определяются зоны генерации колебаний по напряжению на отражателе последовательно для значений , при которых . При этом максимальное количество зон генерации с учетом зоны сравнивается с представленной выше оценкой по формуле (8.4).

III. Для вычисленных номеров зон генерации колебаний по формуле (8.7) необходимо определить максимальную выходную мощность в каждой из зон и соответствующие значения электронного коэффициента полезного действия , учитывая при этом заданные значения потребляемого клистроном тока . Вычисление мощностей и коэффициентов полезного действия при достаточно большом числе зон генерации следует ограничиться значениями . Результаты вычислений , и для центров зон генерации представить в виде таблицы 8.2.

IV. В соответствии с формулой (8.8) производится определение зависимости выходной мощности от фазовой отстройки для номеров зон генерации . В пределах изменения вычисления производятся через интервалы . С учетом связи фазовой отстройки и изменения напряжения на отражателе , представленной в формуле (8.9), следует рассчитать зависимость выходной мощности от отстройки по напряжению от центра зоны .

V. Расчет электронной перестройки частоты колебаний в зависимости от фазовой отстройки производится по формуле (8.11).В качестве номеров зон генерации рассматриваются значения . С учетом связи фазовой отстройки и изменения напряжения на отражателе , представленной в формуле (8.9), следует рассчитать и представить частотную отстройку колебаний от собственной частоты резонатора в виде функции отстройки по напряжению в центре зоны .

VI. Результаты расчетов мощности колебаний и частот для каждой из зон колебаний со значениями представить графически в виде зависимостей от полного угла пролета и соответствующих значений напряжения на отражателе . При этом значения и соответствуют оптимальным углам пролет и напряжениям на отражателе в центрах зон генерации.

VII. По формуле (8.12) производится определение крутизны электронной перестройки частоты в каждой из зон генерации. Результаты расчетов представить в таблице 8.2.

VШ. Определяется оптимальная ширина зазора резонатора и по формуле (8.13) производится вычисление его продольного размера . По этой же формуле определяется диапазон механической перестройки частоты клистрона по заданным размерам резонатора и изменению ширины зазора.

Таблица 8.2. Зоны генерации СВЧ колебаний по напряжению

на отражателе и параметры отражательного клистрона

Номер зоны,  
Напряжение на отражателе , В  
Максимальная выходная мощность в центре зоны генерации , Вт  
Электронный коэффициент полезного действия  
Крутизна электронной перестройки частоты в центре зоны генерации S, МГц/В  

 

Контрольные вопросы

1. Указать в отражательном клистроне как генераторе СВЧ колебаний цепь положительной обратной связи.

2. Объяснить, что означает номер зоны генерации СВЧ колебаний в отражательном клистроне.

3. Почему с увеличением номера зоны генерации мощность СВЧ колебаний уменьшается.

4. Сопоставить диапазоны механической и электронной перестройки частоты отражательного клистрона

5. Чем вызвано применение тороидального резонатора в качестве резонансной системы клистрона.

Рекомендуемая литература

1. В.М. Березин, В.С. Буряк, Э.М. Гутцайт, В.П. Марин. Электронные приборы СВЧ. Учебное пособие. М.: Высшая. школа., 1985. – 296 с.

2. В.И. Калинин, Г.М. Гернштейн. Введение в радиофизику. Учебное пособие. М.: Изд. Технико-теоретической литературы, 1957. – 660 с.