Электротехника \ Электропреобразовательные устройства

Расчет резонансной системы клистронного усилителя, страница 5

 (содержится в таблице).                             

Полоса Df  по этому уровню КСВН даёт величину нагруженного затухания , собственное  затухание   и вносимое затухание

Таким образом нагруженная добротность резонатора Qn=1/δnи ее можно как рассчитать по программе Ansoft HFSS, так и измерить экспериментально.

3.2.4 Определение характеристического сопротивления

Характеристическое сопротивление резонатора определяется ёмкостью пространства взаимодействия и степенью сосредоточения электрического поля резонатора в этом пространстве:

,

где    ω – круговая частота сигнала,

С – ёмкость пространства взаимодействия,

kс – коэффициент использования поля резонатора,

n – кратность взаимодействия,

С – ёмкость пространства взаимодействия С = , где 

S – площадь пространства взаимодействия,

d  его ширина, и

βe = ω / v0 – постоянная распространения возмущений в электронном потоке,

βed – угол пролета в зазоре взаимодействия, обычно равный 1.5 рад,  – статическая скорость электронов.

Теорема возмущения устанавливает связь между возмущением электромагнитного поля резонатора и полной запасённой энергией.

Если проинтегрировать изменение резонансной частоты по объёму возмущающего тела, можно получить характеристическое сопротивление резонатора в границах интегрирования. Можно получить формулу для расчёта характеристического сопротивления двухзазорного резонатора, зная свойства возмущающего объекта и изменение резонансной частоты: 

r=,

где    d – ширина зазора резонатора,

         r – радиус пролетного отверстия,

         t – ширина штока резонатора,

Df – смещение резонансной частоты при введении в пролетное отверстие диэлектрика,

         S – площадь торца диэлектрика, вносимого в пролетное отверстие,.

         e – относительная диэлектрическая постоянная вводимого диэлектрика.

Поскольку резонансную частоту можно рассчитать по программе Ansoft HFSS и измерить экспериментально с достаточной точностью, то этот метод представляет собой простой и эффективный способ определения величины характеристического сопротивления.

3.2.5 Расчет резонаторов резонансной системы клистронного усилителя

3.2.5.1 Входной резонатор

Рис.9 Входной резонатор, связанный с волноводом

Длины полостей резонатора с разных сторон центрального проводника подобраны так, чтобы:

- частота резонатора равна рассчитанной по программе «Svetlana», т.е. f1=9250 МГц,

- нагруженная добротность Qn=90 (определена методом, описанным в разделе 3.2.3 по Рис.11).

Рис.10 Частотная характеристика КСВН выходного резонатора

Частота входного, как и всех остальных резонаторов намеренно выбрана выше рассчитанной частоты, т.к. механизм настройки, который представляет собой достаточно мягкую мембрану с припаянными к ней подстроечными винтами, легко можно продавить внутрь резонатора, тем самым снизив его частоту. Повысить же частоту можно, вытянув мембрану наверх, но существует риск разрыва мембраны или отрыва винта от мембраны. 

Скачать файл