В настоящее время большинство разработанных приборов имеют многолучевую конструкцию..
Другим усовершенствованием, позволившим улучшить параметры УК было применение резонаторов с распределенным взаимодействием (многозазорных резонаторов). Первый экспериментальный образец такого клистрона был создан в США [2]. Резонаторы этого клистрона представляли собой закороченные отрезки замедляющих систем, применяемых в ЛБВ. Применение многозазорных резонаторов также позволило расширить полосу усиливаемых частот и снизить напряжения, возникающие в выходном резонаторе. Подобные конструкции применяются теперь в УК мм- диапазоне.
Наиболее простым типом резонаторов с распределенным взаимодействием является двухзазорный коаксиальный резонатор (ДКР), работающий на противофазном виде колебаний. Авторское свидетельство на УК с такими резонаторами принадлежит ЗАО «Светлана- Электронприбор». ДКР представляет собой резонирующий отрезок коаксиальной линии (четвертьволновый или полуволновый), через который поперёк коаксиала проходит электронный поток.
Клистроны, разработанные с применением ДКР с многолучевым потоком позволили учеличить полосу усиливаемых частот в 3÷5 раза, снизить напряжение и соответственно улучшить массогабаритные характеристики приборов [3]. На рис.2 показан чертёж такого резонатора.
Для создания фокусирующего магнитного поля в УК, в зависимости от его диапазона и уровня мощности, применяются постоянные магниты или электромагнитные системы.
Магнитные фокусирующие системы с постоянными магнитами состоят обычно из полюсных наконечников, между которыми расположен резонансный блок, магнитопроводов и магнитного материала, обеспечивающего необходимую для фокусировки величину магнитного поля. Считается, что для получения равномерного магнитного поля диаметр полюсных наконечников должен быть равен расстоянию между ними. Вес необходимого магнитного материала для создания поля одной той же величины ориентировочно пропорционален произведению G≡L*S, где
L – длина зазор;
S – площадь полюсного наконечника.
Ориентировочно можно считать, что вес магнитной системы пропорционален G≡L3 Для снижения веса применяются реверсные фокусирующие системы.
На основании многих работ, посвященных анализу и расчёту процессов, происходящих в УК, в настоящее время разработан ряд программ для ЭВМ, по которым можно с достаточной степенью точностью проанализировать работу и рассчитать все основные узлы УК.
Исходными данными для начала проектирования УК являются:
- выходная мощность Рвых;
- диапазон f0;
- полоса усиливаемых частот Δf0;
- допустимое напряжение U0max;
- коэффициент усиления Кус.
Кроме того, необходимы сведения о:
- режиме работы;
- способе охлаждения;
- условия, в которых эксплуатируется прибор.
В настоящей работе:
f0= 3000 МГц (λ0=10см);
Δf0=200 МГц (~6%);
U0≤6000 В;
Кус 35÷40 дБ.
Режим работы: импульсный;
охлаждение: принудительное воздушное.
Основной расчет пара метров УК, его частотная характеристика, частоты настройки резонаторов, ориентировочный КПД производится на ЭВМ по программе «Пальмира» («Svetlana»), разработанной в ЛЭТИ им. В.И. Ульянова (Ленина) по заказу предприятия.
Программа «Svetlana» обеспечивает проведение физических исследований УК с однозазорными и многозазорными (до четырех зазоров) резонаторами (до шестнадцати резонаторов)
Программа позволяет не только рассчитать амплитудные и амплитудно-частотные характеристики, а так же зависимости КПД и Кус от любого параметра прибора, но и представляет все данные, необходимые для понимания существующих процессов в многозазорном клистроне в удобном для пользования графическом виде. Программа обеспечивает построение пространственно- временных диаграмм, конвекционных токов, напряжений по резонаторам, их зависимости от частоты сигнала и входной мощности.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.