Анализ стационарных режимов генерации и усиления в магнетронах и рекомендации по усовершенствованию функциональных узлов приборов М-типа

• Автор: Гутцайт, Эдуард Михелевич
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 290 с. : ил.

1. Разновидности приборов М-типа и объекты исследований
2. Общая характеристика работы
Глава 1. Анализ стационарных режимов генерации магнетронов на основе
использования электронной проводимости
Аннотация первой главы
1.1. Особенности аналитического метода и основные допущения
1.2. Модель, использующая электронную проводимость
1.3. Ток, наведенный электронными спицами
1.4. Напряженности электрических полей
1.4.1. Высокочастотное поле
1.4.2. Постоянное поле
1.5. Синхронное и минимальное значения анодного напряжения
1.6. Распределение напряженности постоянного электрического поля в
пространстве взаимодействия
1.7. Границы электронной спицы
1.8. Пространственный заряд и вторичная эмиссия
1.9. Амплитудные характеристики электронных проводимостей
Обобщение теоретических положений
Глава 2. Анализ рабочих характеристик магнетронов
Аннотация второй главы
2 1. Зона генерации магнетрона и электронный гистерезис
2.2. Исследования характеристик классических магнетронов
2.2.1. Особенности типичных рабочих характеристик магнетронов
2.2.2. Результаты расчетов характеристик магнетронов по основной программе
2.2.3. Влияние исходного значения максимального коэффициента вторичной
эмиссии на расчетные характеристики магнетрона
2.3. Сравнительный анализ различных методов расчета характеристик магнетронов
2.3.1. Особенности рассматриваемых методов
2.3.2. Анализ приближенных методов
2.3.3. Анализ строгих методов
2.3.4. Обсуждение полученных результатов
2.4. Анализ характеристик коаксиальных магнетронов и митронов;
их особенности в сравнении с классическими магнетронами
2.4.1. Коаксиальный магнетрон
2.4.2. Обращенно-коаксиальный магнетрон

2.4.3. Митрон (магнетрон, настраиваемый напряжением)
Обобщение результатов исследований рабочих характеристик магнетронов
различных типов
Глава 3. Анализ нагрузочных характеристик магнетронов и условий их
эксплуатации
Аннотация третьей главы
3 .1. Особенности типичных нагрузочных характеристик классических магнетронов
3.2. Результаты расчетов нагрузочных характеристик и исследования влияний на
них электрических и электродинамических параметров магнетронов
3.2.1. Основные аналитические соотношения, использованные для получения нагрузочных характеристик
3 .2.2. Результаты расчетов нагрузочных характеристик с учетом эффекта
длинной линии
3 .2.3. Расчеты нагрузочных характеристик с учетом отражения сигнала от
магнетрона
3.3. Исследования условий эксплуатации магнетронов бытового назначения
3 .3 .1. Экспериментальные исследования работы магнетрона на рассогласованную
нагрузку
3 .3 .2. Исследования входных проводимостей рабочих камер СВЧ печей
3.3.3. Электродинамические характеристики СВЧ-модуля осветительной установки
с газоразрядной серной лампой
Обобщение результатов исследований нагрузочных характеристик
магнетронов
Глава 4. Анализ режимов усиления в приборах магнетронного типа
Аннотация четвертой главы
4.1. Анализ магнетронных регенеративных усилителей и синхронизированных генераторов при использовании электронной проводимости
4.1.1. Характерные режимы двухполюсных и четырехполюсных усилителей
4.1.2. Характеристики и параметры резонансных магнетронных усилителей
4.2. Исследования двухполюсных регенеративных усилителей и синхронизированных генераторов
4.2.1. Анализ амплитудно-частотных характеристик
4.2.2. Экспериментальные исследования характеристик электронных проводимостей
4.2.2.1, Исследования начального участка амплитудной характеристики электронной проводимости и электронного гистерезиса в маломощном магнетроне непрерывного генерирования
4.2.2.2. Исследования амплитудных и частотных характеристик электронных проводимостей в магнетроне с регулируемой внешней добротностью
4.3. Анализ и экспериментальные исследования балансного регенеративного усилителя

с двумя магнетронами
4.3.1. Особенности балансных схем РУ и основные расчетные формулы
4.3.2. Влияние неидентичности усилителей
4.3.3. Влияние неидеальности щелевого моста
4.3.3 1. Щелевой мост с идеальной направленностью, но неравным делением
мощности
4.3.3.2. Щелевой мост ограниченной направленности
4.3.4. Влияние нагрузки
4.3 .5 Результаты экспериментальных исследований балансного усилителя
4.4. Исследования магнетрона, настраиваемого напряжением (митрона), в режиме синхронизации на частоте субгармоники
4.5 . О возможностях преодоления противоречий между коэффициентом усиления,
рабочей полосой частот и КПД усилителей магнетронного типа
Результаты анализа магнетронныхусилителей различных типов
Глава 5. Электродинамические исследования функциональных узлов приборов
М-типа
Аннотация пятой главы
5.1. Выводы и вводы энергии
5.1.1. Выводы и вводы энергии магнетронных генераторов и усилителей, обеспечивающие высокую степень связи резонаторной системы с нагрузкой
5.1.2 Азимутально-симметричный вывод энергии паукообразного типа
5.1.3. Согласующие устройства
5.2. Замедляющие системы спирального типа
5 .3. Фильтрация «паразитных» колебаний в приборах М-типа с резонансными и
нерезонансными системами
5.3.1. Фильтры нежелательных гармонических составляющих
5.3.2. Фильтры внеполосных колебаний, основанные на использовании связанных замедляющих систем
5.4. Вопросы измерений параметров и характеристик резонаторных и замедляющих систем
5.4.1. Методы измерений коэффициента трансформации нагруженной резонаторной системы и ее характеристической проводимости
5.4.2. Метод перестраиваемого резонатора для измерений дисперсионных характеристик замедляющих систем
Некоторые рекомендации по усовершенствованию конструкций и методов измерений
параметров функциональных узлов магнетронных генераторов и усилителей
Заключение
Литература
Приложение

троне привело к поискам других вариантов получения аналитических выражений для плотности заряда. Один из них использовался в расчетах рабочих характеристик магнетрона на современном этапе и основан на предположении о том, что плотность заряда в магнетроне должна быть такой, чтобы электрическое поле, с которым взаимодействует электронная спица в тормозящем полупериоде азимутального поля и в ускоряющей четверти периода радиального в.ч. поля, превышало по напряженности синхронное поле, поскольку передняя (правая) граница спицы является синхронной, а сама спица находится в поле, напряженность которого выше синхронной (см. рис. 1.9 или 1.10).
Итак, допустим, что напряженность поля пространственного заряда Епз можно найти из выражения Епз =ЕС - Е02 - Еюфф, где Егзфф = Е^/л/^ _ эффективная напряженность радиального в.ч. поля, определяемая с помощью (1.11) в виде
II N —г
ж2га
1 д , „ з
Используя 3-е уравнение Максвелла шуЕп, = —, а также выражения
(1.15) и (1.19) для Е02 и Ес, получаем
II N М2 а2 р
2й-в + ^ЕГ^Г'“ <135)
Плотность заряда у анода запишем в виде
( Ы2МУ )
Р* = ~е°К12о)'В+и"^]^~1Т) ■ (136)
Выражение (1.35) определяет плотность пространственного заряда, необходимого для обеспечения синхронизма в условиях неограниченной эмиссии катода. Исходя из того,что в реальном магнетроне эмиссия может оказаться ограниченной, в (1.36) введен коэффициент эмиссионной способности катода Кэс, который нетрудно оценить при сопоставлении результатов расчета с экспериментальными данными. Для некоторых магнетронов, особенно для магнетронов миллиметрового диапазона волн, работающих в условиях слишком высокой плотности конвекционного тока, этот коэффициент, как показали результаты сравнения расчета с экспериментом, может оказаться значительно меньше 1.