Министерство образования Российской Федерации
Красноярский государственный технический университет
 |
Электронные приборы СВЧ и квантовые приборы
Методические указания по лабораторным работам № 1-4
Красноярск
2001
Электронные приборы СВЧ и квантовые приборы. Методические указания по лабораторным работам № 1-4 для студентов радиотехнического факультета./Сост. В.И.Ризуненко; КГТУ.- Красноярск, 2001 – 20 с.
ã Красноярский Государственный Технический Университет, 2001
Общие указания
Перед выполнением лабораторной работы необходимо изучить соответствующий теоретический материал, ознакомиться с настоящими указаниями и инструкцией по технике безопасности.
Включать приборы и оборудование можно только с разрешения преподавателя. Оставляя рабочее место (даже на самое короткое время), выключайте все питающие напряжения.
Результаты экспериментальных исследований следует показать преподавателю.
Отчет о проделанной работе представляется преподавателю индивидуально. В нем должно быть краткое содержание работы, структурные схемы экспериментальных установок, таблицы результатов измерений и вычислений, графики, выводы по результатам исследований. К отчету прилагается черновики работ.
Лабораторная работа № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ ОТРАЖАТЕЛЬНОГО КЛИСТРОНА
Цель: Исследование рабочих характеристик и ознакомление с устройством отражательного клистрона.
Содержание работы:
1. Руководствуясь допустимыми режимами питания прибора, экспериментально установить число возбуждаемых зон генерации.
2. Определить выходную мощность и напряжение на отражателе, соответствующие центру и краям зон генерации.
3. Определить частоту генерации клистрона в центре каждой зоны генерации.
4. Исследовать зависимость выходной мощности и частоты генерации от напряжения на отражателе в пределах наиболее интенсивной зоны.
5. По экспериментальным данным рассчитать параметры отражательного клистрона.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка состоит из отражательного клистрона, резонансного волномера, измерителя мощности, осциллографа и источника питания с генератором пилообразного напряжения. Структурная схема установки для исследования характеристик отражательного клистрона показана на рис.1.
От источника питания на резонатор подается постоянное напряжение U0=300В, а на отражатель – постоянное напряжение Uотр, регулируемое в
 |
Рис.1. Структурная схема лабораторной установки для исследования характеристик отражательного клистрона: 1- отражательный клистрон; 2-источник питания; 3- волномер; 4- измеритель мощности.
пределах от 0 до 400В. Напряжение на отражателе и ток резонатора измеряются встроенными в переднюю панель источника питания вольтметром и миллиамперметром.
Сигнал, генерируемый отражательным клистроном, поступает на вход измерителя мощности и через коаксиально-волноводный тройник на вход резонансного волномера. На входе волномера установлен аттенюатор, поглощающий часть мощности сигнала, подаваемого к детекторной камере.
Порядок выполнения работы
1. Изучить конструкцию и принцип действия отражательного клистрона.
2. Ознакомиться с лабораторной установкой.
3. Включить питание установки и измеритель мощности.
4. Переключатель «Прибор – осциллограф» на передней панели волномера поставить в положение «Прибор».
5. Изменяя напряжение на отражателе, добиться появления показаний индикатора измерителя мощности. Измерить выходную мощность и напряжение на отражателе, соответствующие центру и краям зон генерации. В центре каждой зоны генерации измерить длину волны λ колебаний. При измерениях длины показания стрелочного прибора волномера устанавливать с помощью ручки «Затухание» в пределах не более 25 делений, в противном случае выйдет из строя детекторный диод волномера.
6. Измерить зависимость мощности P и длины волны λ колебаний от напряжений на отражателе в пределах наиболее интенсивной зоны генерации.
7. Рассчитать:
- номера зон генерации n, используя следующее соотношение
 |
где l– расстояние от резонатора до отражателя (см); f0 – частота, соответствующая центру зоны генерации (МГц), указать номера зон на экспериментальных зависимостях P(½Uотр½);
- для каждой зоны генерации оптимальный угол пролета
Jn = 2π (n + 3/4);
- электронный КПД
hэ= X J1(X)/π (n + 3/4),
где X- параметр группирования; J1(X)- функция Бесселя 1-го рода 1-го порядка. Максимум соответствует оптимальному параметру группирования X=2,41, при этом J1(X)»0,52.
9. Построить зависимости выходной мощности от напряжения на отражателе для всех зон с указанием номеров n, выходной мощности и частоты генерации в пределах одной зоны.
10. Сделать вывод по выполненной работе и написать отчет.
Отчет
1. Титульный лист.
2. Цель работы.
3. Структурная схема лабораторной установки.
4. Таблицы экспериментальных и расчетных данных.
5. Графики экспериментальных зависимостей.
6. Вывод.
Контрольные вопросы
1. Как устроен отражательный клистрон? Объяснить принцип действия этого прибора.
2. Какова потенциальная диаграмма отражательного клистрона? Как она изменится при изменении напряжений на резонаторе и отражателе?
3. Какова пространственно-временная диаграмма (ПВД) отражательного клистрона? Объясните принципы работы прибора с помощью ПВД.
4. Чем обусловлен зонный характер генерации отражательного клистрона?
5. Как осуществляется электронная перестройка частоты в отражательном клистроне? Что называется диапазоном и крутизной электронной перестройки?
6. Почему электронная перестройка частоты производится изменением напряжения на отражателе, а не на резонаторе?
7. Для каких целей служит отражательный клистрон и в каких областях техники он находит применение?
Л и т е р а т у р а
1. Федоров Н.Д. Электронные приборы СВЧ и квантовые. - М.: Атомиздат, 1979.- с.45-62.
2. Дулин В.Н. Электронные и квантовые приборы СВЧ. -М.: Энергия, 1972.- с.45-58.
3. Электронные приборы СВЧ/ В.М.Березин, В.С.Буряк, Э.М.Гутцайт, В.П.Марин.- М.: Высшая школа, 1985.- с.65-77.
Лабораторная работа №2
ИССЛЕДОВАНИЕ ЛАМПЫ ОБРАТНОЙ ВОЛНЫ
Цель: Изучение устройства и принцип работы лампы обратной волны (ЛОВ) типа О и исследование рабочих характеристик генератора на ЛОВ, ознакомление с его устройством.
Содержание работы
Исследовать зависимости выходной мощности и частоты генератора от напряжения на замедляющей системе.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка состоит из пакетированной ЛОВ, которая используется в качестве автогенератора, перестраиваемого в широком диапазоне частот, измерителя мощности, частотомера и источника питания. Структурная схема установки для исследования характеристик генератора на ЛОВ приведена на рис. 2.
От источника питания на анод ЛОВ подается регулируемое напряжение Ua= 0-400В, на замедляющую систему – Uзс= 200-600В.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.