Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях), страница 77

Поскольку промодулированный по плотности электронный луч в пролетных клистронах может содержать большое число высших гармоник, то их можно использовать для умножения частоты. Обычно для этих целей применяют 2-резонаторные пролетные клистроны, которые позволяют умножать частоту на 10 раз. С помощью умножительных клистронов можно получить стабильные колебания в сантиметровом и даже в миллиметровом диапазоне волн, используя в качестве возбудителей генераторы более низкой частоты, стабилизированные на гармониках кварца. Выходная мощность умножительных клистронов не превышает сотен милливатт, а КПД мал и составляет единицы %. Выходной резонатор умножительного клистрона настраивают на n-гармонику входной частоты, поэтому его размеры много меньше размеров входного резонатора. Умножительный клистрон намного чувствителен к изменению ускоряющего напряжения, входной мощности, расстройке входного резонатора. При выбранном значении ускоряющего напряжения входная мощность подбирается по максимальному значению выходной мощности. В режиме умножения входная мощность клистрона возрастает пропорционально  по сравнению с режимом усиления клистрона с той же выходной мощности.

Модуляция в клистронах.

Как выше отмечалось клистроны используются для усиления АМ-сигналов, колебаний с угловой модуляцией. На практике клистроны широко используются для получения ИМК.

ИМ в МРК осуществляется подачей импульсного ускоряющего напряжения  от модуляционного устройства МУ на резонаторы при постоянном значении входной высокочастотной мощности. Амплитуда импульсного напряжения  должна соответствовать режиму максимальной мощности – оптимальному значению параметра группирования (X=1,84); то же касается высокочастотной мощности на входе клистрона. Обычно в паспорных данных МРК приводят именно эти величины. Ниже приведена схема ИМ МРК (рис.8).

Рис. 8. Схема импульсной модуляции МРК.

ЛЕКЦИЯ 28. Генераторы на лампах бегущей волны (ЛБВ).

Области применения и основные характеристики ЛБВ. ЛБВ типа “О”. Энергетические соотношения для ЛБВ типа “О”. Регулировочные характеристики усилителей на ЛБВ. Автогенераторы на лампах обратной волны типа “О” (ЛОВ “О”). Модуляция в ЛБВ.

Схема включения генератора на ЛБВ изображена на рис.1.

Рис. 1. Схема включения генератора на ЛБВ.

На рисунке приняты обозначения: 1 – стеклянный баллон; 2 – спираль; 3 – коллектор; 4 – катод; 5-фокусирующий электрод; 6 – первый анод; 7 – накал; 8 – постоянный магнит; 9 – вход ВЧ; 10 – выход ВЧ.

ЛБВ представляет собой электронный СВЧ прибор с длительным взаимодействием между электронным потоком и электронной волной, движущийся синхронно с пучком.

Электронный поток, выходящий из потока 4, ускоряется анодом 6 и приобретает скорость, примерно равную фазовой скорости электромагнитной волны в замедляющей системе 2 (). Одновременно он фокусируется в узкий луч, направленный вдоль оси системы. После прохождения замедляющей системы электроны попадают в коллектор. Постоянный магнит 8 создает продольное магнитное поле, которое не влияет на электроны, движущиеся вдоль лампы, но препятствуют их радиальному расхождению. ЛБВ широкополосный.

При эксплуатации ЛБВ необходимо правильно выбрать режим работы лампы по уровню входной мощности.

В зависимости от входного уровня различают два режима работы лампы: режим малого и режим большого сигнала. В режиме малого сигнала, называемого линейным, коэффициент усиления постоянен, а выходная мощность меняется пропорционально входной. В режиме большого сигнала отбор мощности заметно влияет на скорость электронов, что приводит к нарушению взаимодействия между электронным потоком и полем и падению коэффициента усиления лампы. Режим большого сигнала называется нелинейным.

Типичная амплитудная и фазовая характеристики лампы средней мощности представлены на рис.2.

а                                                             б

Рис. 2. Характеристики ЛБВ “О”: а – амплитудная и фазовая характеристики;

б – зависимость выходной мощности от напряжения питания при различных уровнях входной мощности.