Автоколебательные процессы в релятивистском магнетроне с управляющими внешними связями

• Автор: Заревич, Антон Иванович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 191 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Теоретический анализ многорезонаторного магнетрона
с внешними связями
1.1. Управляющие связи в колебательной системе магнетрона
1.2. Автоколебательная модель магнетрона с двумя выводами мощности
1.3. Локальная устойчивость стационарных колебаний в системе
без внешних связей
1.4. Влияние внешних связей магнетрона на устойчивость стационарных колебаний
1.5. Частотная неустойчивость колебаний в системе с внешними связями
1.6. Резонансные частоты магнетрона с внешней связью резонаторов
1.7. Выводы :
Глава 2. Автоколебательные системы с распределенным выводом энергии
СВЧ-колебаний из канала взаимной связи
2.1. Синтез канала взаимной связи автогенераторов с распределенным выводом энергии колебаний
2.2. Мощностно-частотные характеристики системы двух взаимносинхронизированных автогенераторов с распределением мощности по многим нагрузкам
2.3. Экспериментальное исследование системы взаимносинхронизированных СВЧ-автогенераторов с распределением мощностей
2.4. Выводы
Глава 3. Экспериментальная установка и методика проведения
эксперимента

3.1. Экспериментальная установка
3.2. Тракт внешней связи резонаторов анодного блока магнетрона
3.3. Методика измерений характеристик СВЧ-излучения релятивистского магнетрона
3.4. Автоматизация процесса эксперимента и анализа экспериментальных данных
3.5. Выводы
Глава 4. Релятивистский магнетрон с внешней связью резонаторов
4.1. Релятивистский магнетрон с несвязанными резонаторами
4.2. Релятивистский магнетрон со связанными резонаторами
и одним симметрично расположенным излучателем
4.3. Релятивистский магнетрон со связанными резонаторами
и одним, антисимметрично расположенным излучателем
4.4. Релятивистский магнетрон со связанными резонаторами
и распределенным выводом излучения
4.5. Выводы
Заключение
Литература
Приложение А. Влияние запаздывания в канале связи на устойчивость
синхронных колебаний
Приложение Б. Система уравнений для поиска резонансных частот
эквивалентной схемы магнетрона
Приложение В.
Справка об использовании результатов в ФГНУ «НИИЯФ»
Акт о внедрении результатов в учебный процесс ГОУ ВПО «ТГУ»

ВВЕДЕНИЕ
Современное состояние техники СВЧ-диапазона характеризуется интенсивным развитием различных устройств малого и среднего уровня мощности. Эти приборы находят применение в средствах телекоммуникации и связи, медицине, промышленности, в научных исследованиях, бытовых приборах. Как правило, в качестве источников сигналов в маломощных устройствах используются полупроводниковые приборы - транзисторные и диодные элементы. В устройствах средней мощности преобладают приборы вакуумной электроники - клистроны, магнетроны, лампы обратной волны и так далее.
В перспективе использование радиоволн СВЧ-диапазона, помимо дальнейшего усовершенствования маломощных устройств, неразрывно связано с развитием приборов большой и сверхбольшой мощности [1-8]. Можно выделить ряд областей промышленности и науки, где уже сегодня высокий уровень мощности является одним из первостепенных факторов развития [1-6, 9-12]. Это дальняя радиолокация, тепловая сверхвысокочастотная обработка и модификация свойств материалов, передача энергии на расстояние, воздействие на радиоэлектронную аппаратуру, теплоэнергетика. Важными требованиями, предъявляемыми к подобным микроволновым источникам, являются высокая частота следования импульсов и повторяемость их характеристик, а также качество спектра, возможность оперативного управления параметрами излучения* и компактность.
Круг активно разрабатываемых и исследуемых сверхмощных СВЧ-генераторов довольно широк [3, 4, 6, 13-24]. Существующие источники различаются диапазонами генерируемых частот, механизмами вынужденного излучения частиц, типами катодов, потребностями во внешнем магнитном поле для транспортировки электронного пучка и особенностями систем питания.

систем уравнений (1.5) и (1.7) к перестановке индексов. Отталкиваясь от него, из (1.76) сразу определяем профиль функций Вк (Дф) в области оптимальной настройки. Эти зависимости являются знакопеременными, так что при со2 > га, и, соответственно, ф20 - Фю > 0 имеем /?, < О, В2 > 0; и, наоборот, при ю2 < со,. На этом основании для коэффициентов ст™’Д можно записать:
г'т,1 йи,1 . г. „»я,2 1т,2 . А л о
С7,« =—>о,СГ’ — —а- <0. (1-о)
Ч>1 Ф2 Ч>1 Ч>2 4 ’
Сигнатура коэффициентов сохраняется при любом знаке Дф0-
Зависимости Ск от Дф должны иметь другой профиль. Действительно, отклонение разности фаз колебаний от оптимального значения Дф0 = 0 эквивалентно возмущению структуры поля в пространстве взаимодействия прибора,
что ухудшает энергетический обмен с электронным потоком, снижает степень регенерации. Таким образом, проводимости С?А(Дф) имеют вид четной функции с максимумом при Дф « 0. Тогда сигнатура коэффициентов для по-
'*и
ложительной фазовой расстройки Дф0 > 0 соответствует
ат’к = ~ат’к > 0 (1.9)
Ф1 Ч>2 '
Для отрицательной расстройки, когда Дф0 < 0, неравенства противоположны.
Коэффициенты аге,к непосредственно определяются уравнениями (1.7а).

Так, например, уменьшение проводимости нагрузки к-ой подсистемы Оп к (уменьшение вносимых потерь) сопровождается ростом амплитуды ик ее автоколебаний, что соответствует неравенству
о"’*<0
(1.10а)
Это неравенство, известное в колебательных задачах как условие амплитудной устойчивости автономного автогенератора [97], часто предполагается выполненным по умолчанию. Колебания оптимально связанных подсистем «поддерживают» друг друга, поэтому амплитудау-ой подсистемы С/у должна (в данном