Импульсный трансформатор. Генераторы на лавинно-пролётных диодах. Генераторы на платинотроне. Побочные излучения передатчиков СВЧ, страница 2

В полупроводниках возможно существование нескольких зон проводимости, каждой из которой соответствует определённая энергия электронов. При невысокой температуре р-n перехода и слабом электрическом поле подавляющее большинство электронных носителей находится в нижней долине. В сильном электрическом поле, когда Е>Епроб кинетическая энергия электронов возрастает и начинается интенсивное заселение верхней долины. В верхней долине электроны приобретают большую эффективную массу и их подвижность падает, т. е. происходит группировка.

Для осуществления генерации необходимо выполнение двух условий:

1. Vдр(Е) должна иметь падающий участок, что обуславливает накопление первоначального заряда

2. время распространения доменов (tд) должно быть больше или равно времени его Формирования.

Управление колебаний: АМ может осуществляться изменением напряжения питания (Еп). Однако, зависимость амплитуды колебаний от напряжения питания стремиться к Uл(Еп) не линейная, эта функция содержит гистерезисные явления, может содержать разрыв, поэтому в автогенераторах на диодах Ганна амплитудная модуляция не используется. На практике используется лишь её разновидность - импульсная модуляция, но всё равно, она сопровождается паразитной частотной модуляцией (ЧМ). Чаще всего применяется ЧМ.

При малых скоростях перестройки наиболее эффективен способ с помощью гиромагнитных резонаторов на основе железо-итриевого граната (ЖИГ). Генератор на диодах Ганна может перестраиваться в пределах октавы в два раза.

Другой способ - это перестройка с помощью варикапа. Диапазон перестройки в этом случае определяется качеством варикапа и колебательной системы. Диапазон механической перестройки зависит от конструкции генератора и средней частоты. В диапазоне миллиметровых волн перестройка может достигать 10Х-20Х. Это зависит от паразитных параметров - корпуса диода и качества выполнения самой конструкции генератора.

15.4.Магнетронные генераторы

Под действием полей формируется электронная спица. При сниженных напряжениях электроны устремляются на анод и отдают свою энергию (рис. 15. 4. 1).

рис. 15. 4. 1

Мощность нагрузки, КПД, частота колебаний определяются анодным напряжением, индукцией магнитного поля, нагрузкой и размерами анодного блока.

Выбор режима производится по рабочим и нагрузочным характеристикам (рис. 15. 4. 2).

Рабочие характеристики снимаются при согласованной и постоянной нагрузке. Зависимость io(Е) при β=const представляет собой ВАХ. Генерация происходит в области токов Iо'<Iо<Iо". Эти токи могут отличаться друг от друга на порядок, при этом Еa. меняется только на 10%-20%.

Рис.15.4.2.

С увеличением индукции В Еа(Io) перемешается в сторону большей Еа.

Для (в) затруднено применение ЧМ . Используется ИМ . ЧМ в магнетроне осуществляется с помощью применения внешней дополнительной ОС (Рис.15.4.3.).

Рис.15.4.3.

Часть выходной мощности с помощью направленных ответвителей отделяется во внешнюю дополнительную ОС, которая через резонатор , фазовращатель и аттеньюатор поступает опять в магнетрон . Если применить фазовращатель в цепи ОС электронный , то будет изменяться фаза в цепи ОС и поступать через циркулятор в магнетрон . Этот сигнал будет изменять реактивную проводимость магнетрона и тем самым будет происходить изменение частоты . То есть можно осуществить ЧМ.

15.5.Митронные генераторы.

Митрон – магнетрон , перестраиваемый напряжением . Анодный блок митрона представляет собой встречно-штыревую систему (ВШС) , свернутую в кольцо и нагруженную по всему периметру согласованной нагрузкой.

Механизм работы митрона не выяснен . Предполагается , что митрон – это широкополосный резонансный генератор с низкодобротной внешней колебательной системой . Частота колебаний управляется изменением реактивных свойств сгруппированного электронного пучка , т.е. при изменении постоянного напряжения на аноде или управляющем электроде , меняется фазовый сдвиг между спицей пространственного заряда и ВЧ полем , что изменяет реактивную мощность взаимодействия пучка и поля и в конечном счете изменяет частоту .