Увеличение полосы усиливаемых частот магнетрона миллиметрового диапазона в режиме синхронизации

• Автор: Бахтеев, Игорь Шамильевич
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 111 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОБОСНОВАНИЕ ПОСТРОЕНИЯ УСИЛИТЕЛЕЙ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА НА ОСНОВЕ
СИНХРОНИЗИРОВАННОГО МАГНЕТРОНА
1.1 Электровакуумные усилители миллиметрового диапазона
1.2 Работа магнетрона в режиме синхронизации
1.3 Особенности электродинамики и электроники магнетронов миллиметрового диапазона
1.4 Выводы
ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНЕТРОНА МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА С УЧЕТОМ РЕАЛИЗАЦИИ РЕЖИМА СИНХРОНИЗАЦИИ
2.1 Конструкция исследуемого магнетрона
2.2 Исследование электродинамической системы магнетрона
МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА
2.3 Исследование электрических характеристик магнетрона в
ГЕНЕРАТОРНОМ РЕЖИМЕ
2.4 Исследование электрических характеристик магнетрона в режиме СИНХРОНИЗАЦИИ
2.5 Выводы
ГЛАВА 3 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ МАГНЕТРОНА В РЕЖИМЕ СИНХРОНИЗАЦИИ ВХОДНЫМ СИГНАЛОМ
3.1 Основные положения используемой модели генераторного режима
МАГНЕТРОНА

3.2 Основы МОДЕЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ МАГНЕТРОНА В РЕЖИМЕ СИНХРОНИЗАЦИИ ВХОДНЫМ СИГНАЛОМ
3.3 Особенности алгоритма моделирования работы магнетрона в режиме
СИНХРОНИЗАЦИИ ВХОДНЫМ СИГНАЛОМ
3.4 Результаты расчета и анализа электрических характеристик МАГНЕТРОНА, РАБОТАЮЩЕГО В РЕЖИМЕ СИНХРОНИЗАЦИИ ВХОДНЫМ СИГНАЛОМ
3.5 Выводы
ГЛАВА 4 УСИЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА НА БАЗЕ МАГНЕТРОНА РАБОТАЮЩЕГО В РЕЖИМЕ СИНХРОНИЗАЦИИ
4.1 Конструкция усилительного устройства миллиметрового диапазона
4.2 Методика определения параметров рассогласующей диафрагмы
4.3 Результаты исследования электрических характеристик усилительного устройства
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Тенденция развития современной радиолокации связано с освоением высокочастотных диапазонов волн (короткие сантиметры и миллиметры). Эта тенденция связана со стремлением увеличить избирательность и точность радиолокационных систем, а также пропускную способность средств связи при одновременном снижении массогабаритных характеристик радиоэлектронных систем и их энергопотребления.
Избирательность радиолокационной станции (РЛС), которую принято определять как совокупность разрешающих способностей по каждой из координат, быстро растет с уменьшением длины волны, а этот параметр чрезвычайно важен, так как он определяет помехозащищенность РЛС. Растет также и точность измерения координат, в частности угловых. С другой стороны, в случаях, где можно ограничиться не слишком высокими требованиями к точности измерения координат и помехозащищенности, переход к более высоким частотам позволяет уменьшить размеры антенны, относительную полосу частот излучаемых сигналов и длительность импульсов [1].
Как известно, ЛБВ (лампы бегущей волны) и клистроны находят широкое применение в различных сферах военного и коммерческого назначения. Но при переходе в миллиметровый диапазон конструктивно-технологические проблемы создания ЛБВ и клистронов резко возрастают. Для ЛБВ основная причина - это уменьшение поперечных размеров замедляющей системы ЛБВ и соответственно диаметра ее пролетного канала, что приводит к сложностям формирования и сопровождения электронных пучков, получения эффективного взаимодействия вследствие снижения величины первеанса электронного пучка и необходимости решения проблем теплоотвода от спирали. Тепловые нагрузки при продвижении в коротковолновую область возрастают вследствие увеличения распределенных потерь и токооседания, а элементы, в которых выделяется и по которым отводится тепло, становятся все миниатюрнее.

Как видно, при рассогласованной нагрузке происходит увеличение различия между резонансными частотами дублетов. Это иллюстрируется осциллограммой резонансной кривой, приведенной на рис. 2.8, где относительные значения резонансных частот дублетов равны 0,9971 и 1,0083.
Рис. 2.8 Резонансная кривая рабочего вида колебаний магнетрона при погружении зонда.
Из эксперимента следует, что оба дублета рабочего вида колебаний связаны с нагрузкой через вывод энергии прибора, только они характеризуются разной степенью связи с нагрузкой. Согласно данным на рис. 2.6 и 2.7, зависимость «1» соответствуют «ненагруженному» дублету, зависимость «2» соответствует «нагруженному».
Характеристикой степени связи резонаторной системы с нагрузкой является величина внешней добротности. Эта величина может быть определена по максимальной величине изменения резонансной частоты системы при изменении фазы коэффициента отражения нагрузки с фиксированной величиной КСВн при использовании соотношения [6]:
п _/о(/>2-1)
2^-р ( )
где Бз - разность между максимальной и минимальной частотами, полученными при изменении фазы коэффициента отражения в интервале 0-360°,