Расчет резонансной системы клистронного усилителя, страница 7

Рис.14 Выходной резонатор, связанный с волноводом

Также как и во входном резонаторе в выходном длины полостей резонатора с разных сторон центрального проводника подобраны так, чтобы не только частота резонатора была равна рассчитанной по программе «Svetlana»,  т.е. f7=9420 МГц,, но и коэффициент связи между активным и пассивным резонатором был равен 0.45 (рассчитанному по программе «Svetlana»)

Положение индуктивного стержня и его диаметр подбираются так, чтобы  нагруженная добротность пассивного резонатора была равна Q_n=20 (определяется методом, описанным в разделе 3.2.3 по Рис.15) и его частота совпадала с центральной частотой сигнала fп=9375 МГц.

Нагруженная добротность и частота пассивного резонатора определяются методом закорачивания активного резонатора металлическим стержнем в рассматриваемой модели.

Рис.15 Частотная характеристика КСВН пассивного резонатора

Рис.16 Распределение электрического поля в пассивном резонаторе

Рассчитав по программе Ansoft HFSS всю модель связанной системы целиком, получаем следующую характеристику:

Рис.17Частотная характеристика КСВН выходной связанной системы.

3.2.5.3  Расчет промежуточных резонаторов

Длины полостей резонаторов с разных сторон центрального проводника подобраны так, чтобы частоты резонатора были равны рассчитанным по программе «Svetlana», т.е

 f2=9450 МГц,

f3=9650 МГц,

f4=9700 МГц,

f5=9750 МГц,

f6=9800 МГц,

Связь с резонатором моделируется коаксиальным стрежнем.

Рис. 18 Модель промежуточного резонатора

Характеристическое сопротивление этих резонаторов определятся методом, описанным выше для расчета входного резонатора.

Для этих резонаторов можно привести распределение электромагнитного поля в противофазных зазорах:

Рис. 19 Распределение электрического поля в противофазных зазорах

3.3   Подтверждение параметров резонаторов путем проведения эксперимента

После того, как все резонаторы резонансной системы клистронного усилителя были изготовлены на основании приведенных выше расчетов, целесообразно обследовать их с целью сравнения расчета по программе Ansoft HFSS c экспериментом.

Выводы, сделанные из этого сравнения, чрезвычайно важны для возможности дальнейшего использования  данной программы для проектирования клистронных усилителей.

 

Рис.20 Схема экспериментальной установки для исследования резонаторов

Техника эксперимента состоит в следующем (Рис.20): резонатор помещают в замкнутую камеру с отверстием для введения зонда. Зонд вводят в зазор взаимодействия и подают мощность от генератора качающейся частоты. На индикаторе отображается уровень мощности, отражённой в заданном диапазоне  частот. Постепенно выдвигая зонд, меняют уровень связи зонда с резонатором, и, оценивая его по индикатору, подбирают такое положение зонда, при котором связь наименьшая. В этом режиме и определяют собственную резонансную частоту резонатора, подводя метку резонансного волномера к метке резонатора. Эта частота должна быть минимальной для обеспечения наинизшего типа колебаний.

В случае резонатора, связанного с волноводом, волновод присоединяется непосредственно к направленному ответвителю. На экране индикатора наблюдается частотная характеристика фазы отражения или отражённой от резонатора мощности. Любая из этих характеристик позволяет определить собственную и нагруженную добротности резонатора.