Проектирование и расчет импульсного передатчика радиолокационной станции с селекции движущихся целей, страница 3

полоса частот f                                                      9,2-10,2 ГГц;

выходная импульсная мощность P_{ВЫХ.ИМП}          0,5 МВт;

выходная средняя мощности P_ВЫХ.СР                  50 КВт;

КПД                                                                       60 %;

коэффициент усиления К                                     11 дБ;

длительность импульса τ                                     1-5 мкс;

напряжение анода U₀                                            35КВ;           ток анода I₀                                                                     20А.

Определим параметры замедляющей системы (ЗС), необходимые для расчета искажений модулированных колебаний.

Длина волны колебаний:

                                                                                        

 

Количество ламелей ЗС N :

Нашему диапазону волн будет соответствовать вторая зона γ=2.

Из таблицы 6.1 литературы [1] выбираем номер вида колебаний γ в ЗС:

У нас λ = 3,2 см, следовательно γ = 8.

Отношение радиусов анода и катода:

 

 

Радиус анода:

 

Радиус катода:                                                

Величина магнитной индукции В: 

Примем                                   тогда

Радиус анода:

 

Радиус катода:

 

Величина сопротивления связи:

 

где h– высота анодного блока; А=43,2; параметр a=1,5 выбирается из таблицы 6.2 [1].

Высоту анодного блока принимаем из условия 0,2λ<h<0,4λ, h=1,2 см, тогда

 

Волновое сопротивление ЗС:

Здесь                             0,4<μ<0,6

 

Фазовый сдвиг Ф_П.ГР , соответствующий границам полосы пропускания:

 

где Ф_П0 =2πγ /N– фазовый сдвиг, соответствующий центру рабочей полосы частот.

 

                                                                                                       

 

               

Расчет вольт-амперной характеристик

Вольт-амперная характеристика амплитрона:

 

где

 

ε₀ = 8,854∙10^-12 – диэлектрическая постоянная вакуума;

h=1,2см – высота анодного блока;

S_σ=sin(σN/2)/(σN/2) зависит от величины σ, определяющей ширину спиц сгруппированного электронного потока;

S_β=sin(βN/2)/(βN/2) определяется шириной щели 2β резонаторов анодного блока в угловом измерении.

Радиус втулки пространственного заряда вокруг катода:

 

 

Рассчитаем:

 

 

Напряжение на зазоре входной ячейки :

 

выходной ячейки :

 

здесь

Z₀ – волновой сопротивление ЗС

 

Напряжение на зазоре входной ячейки:

Напряжение на зазоре выходной ячейки при анодном токе I₀=20А:

 

Среднее значение амплитуды высокочастотного напряжения на зазорах ячеек ЗС:

 

Синхронное значение анодного напряжения:

Пороговое напряжение:

             

Коэффициенты:

                  

 

Угол θ_СР=-d_CР+b_СР=0,115-0,484=-0,368

Напряжение в выбранной рабочей точке, соответствующей рассчитанным параметрам ЗС:

 

Мощность на выходе:

 

             

 

Зависимость вариации фазы в работающем амплитроне:

где

 

Результаты расчета ЭСФ в зависимости от анодного тока при импульсной мощности на входе амплитрона Р_ВХ = 12 кВт  приведены в таблице: