_WELCOMETO Radioland

Главная Схемы Документация Студентам Программы Поиск Top50  
Поиск по сайту



Навигация
Главная
Схемы
Автоэлектроника
Акустика
Аудио
Измерения
Компьютеры
Питание
Прог. устройства
Радио
Радиошпионаж
Телевидение
Телефония
Цифр. электроника
Другие
Добавить
Документация
Микросхемы
Транзисторы
Прочее
Файлы
Утилиты
Радиолюб. расчеты
Программирование
Другое
Студентам
Рефераты
Курсовые
Дипломы
Информация
Поиск по сайту
Самое популярное
Карта сайта
Обратная связь

Студентам


Студентам > Рефераты > Электровакуумные приборы магнетронного типа

Электровакуумные приборы магнетронного типа

Страница: 3/6

Рассмотрим подробнее некоторые из СВЧ – приборов “М типа”.

2 Усилитель бегущей волны типа М

2.1 Отличие от ЛБВ типа О

В ЛБВ типа М, в отличие от ЛБВО, существуют две существенные особенности:

1) наиболее благоприятное взаимодействие электронов с бегущей волной и передача энергии от электронов к полю происходят при точном равенстве средней скорости электронов и фазовой скорости волны (). Напротив, для передачи энергии от электронов к полю в ЛБВ типа О требуется, чтобы электроны двигались чуть быстрее.

2) в ЛБВ-О электроны отдают полю только избыточную кинетическую энергию, соответствующую разности скоростей электронов и волны. КПД ограничен допустимой разностью этих скоростей. Энергия, передаваемая полю, берется от источника ускоряющего напряжения U0. В ЛБВМ же кинетическая энергия электронов не меняется, а полю передается потенциальная энергия электронов.

2.2 Принципиальная схема ЛБВ типа М, общее описание

Устройство усилительной лампы бегущей волны (ЛБВ) типа М показано на рис. 3

Рис. 3 ЛБВ типа М

Электронный поток, эмиттируемый катодом, под действием поля управляющего электрода и внешнего магнитного поля, движется по циклоидальной траектории и затем вводится в пространство взаимодействия, образованное замедляющей системой и основанием. В дальнейшем траектория пучка близка к прямолинейной. Высокочастотный сигнал поступает через согласованный вход СВЧ и распространяется вдоль замедляющей системы. Если скорость дрейфа электронов подобрана равной фазовой скорости волны в системе, то пучок отдает потенциальную энергию волне, и последняя увеличивает свою амплитуду. Через согласованный выход СВЧ, мощность поступает в нагрузку. В процессе взаимодействия электроны отдают свою энергию ВЧ полю и поднимаются к аноду (замедляющая система). Та часть электронов, которая не попала на замедляющую систему, выводиться на коллектор. Для предотвращения самовозбуждения усилителя, вход и выход замедляющей системы развязаны локальным поглотителем.

Схема распределения напряжений такова. Катод находится под нулевым потенциалом, основание имеет отрицательный или нулевой потенциал, управляющий электрод и замедляющая система находятся под различными положительными потенциалами, относительно катода. Коллектор имеет положительный потенциал.

2.3 Усиление ЛБВ типа М

В линейной теории, при пренебрежении пространственным зарядом, в условиях холодного синхронизма () , показано [1], что поле вдоль оси лампы меняется следующим образом:

(10)

Поле представляет собой сумму двух парциальных горячих волн (одна с растущей амплитудой, другая с падающей амплитудой), распространяющихся в прямом направлении вдоль оси z.

Где - фазовая постоянная, - параметр усиления, - ток, - половина напряжения на замедляющей системе, - циклотронная частота, - волновое сопротивление замедляющей системы, - скорость невозмущенных электронов, - фазовая скорость волны в “холодной” системе. Учитывая, что и вводя электрическую длину лампы , получим:

(11)

Или в децибелах

(12)

В [1] показано, что при больших длинах лампы, коэффициент усиления можно записать так:

(13)

В общем случае, при наличии рассинхронизма , коэффициент усиления представим в виде

(14)

где А – начальные потери на образование нарастающей (горячей) волны. В режиме холодного синхронизма, входной сигнал расщепляется на два одинаковых парциальных сигнала и усиливается фактически лишь половина входного сигнала. - фактор усиления.

Рассмотренное в [1] линейное приближение применимо для малых уровней входного сигнала. Но в приборах со скрещенными полями усиление малых сигналов затруднительно, из-за высокого уровня собственных шумов, вследствие паразитных колебаний в области формирования электронного луча, а также взаимодействия электронов с отраженной волной. В большинстве приборов отношение мощности полезного сигнала к мощности шумов не превышает 40 дБ. Поэтому необходим нелинейный анализ таких устройств.

Приведем основные результаты нелинейной теории ЛБВ типа М, полученные в [2] для параметра рассинхронизма b=0.

Вычисление выходной мощности и кпд производится на основе известных выражений:

(15)

Где - амплитуда СВЧ напряжения на конце замедляющей системы.

(16)

Где - вспомогательная амплитудная функция, а - нормализованная длина. На конце замедляющей системы , на входе. Тогда из (15) и (16) нетрудно получить:

(17)

Уровень входного сигнала в децибелах, относительно величины , равен:

(18)

На рис. 6 приведены кривые при изменении q от 0 до 10 для значений D=0.1, b=0, K=-30, , отношение удвоенной толщины пучка, к расстоянию между замедляющей системой и основанием 0.1, - параметр расталкивания для электронного пучка бесконечного сечения равный 0 при отсутствии влияния объемного заряда, и 0.5 при значительном его влиянии, - плотность потокапучка электронов.