12.2.4. Рабочие характеристики

Характеристики магнетрона в зависимости от сопротивления нагрузки могут быть даны в форме диаграммы Рике. Обычно связь с выходом подбирается таким образом, чтобы согласованное сопротивление Нагрузки обеспечивало оптимальные мощность на выходе и коэффициент полезного действия. Рабочие характеристики определяются [226] четырьмя параметрами; два из них связаны с входным контуром и два — с выходным. Эти характеристики удобно представить графически. Входное напряжение и ток при этом будут соответственно ординатой и абсциссой, а на график наносятся линии постоянной магнитной индукции, постоянной мощности и

к. п. д. Эти кривые вычерчиваются для вида колебаний, представляющего основной интерес, и для фиксированной внешней нагрузки. Если общий к. п. д. остается постоянным, то линии мощности на выходе будут гиперболами, асимптотически приближающимися к осям. Как и следовало ожидать, экспериментальные графики напоминают статические характеристики рис. 12.3.

На рис. 12.9 даны характеристики [49] -резонаторного магнетрона типа «восходящее солнце», работающего на частоте около Изменение полного к. п. д. в функции тока при постоянном поле приводит к тому, что вращающийся пространственный заряд выпадает из условия синхронизма с высокочастотным полем анодной структуры.

Рис. 12.9. Рабочие характеристики магнетрона. -резонаторный анодный блок типа «восходящее солнце»; рабочая частота шнрнна импульса 0,5 мкеек; частота повторения импульсов 500 гц. Следует отметить уменьшение к. п. д. вблизи (См. [49].)

В данном приборе имеется провал нулевого вида колебаний при индукцни магнитного поля который, однако, лежит ниже рабочего значения поля.

Магнетрон хорошо известен как мощный импульсный генератор. Первый такой прибор с резонаторами был сконструирован на частоте [22, 186, 232, 233, 234]. Позднее были разработаны магнетроны [49, 116, 301, 302] для частот 1—24 Ггц с мощностью в импульсе до Дальнейшее развитие техники шло по пути увеличения срока службы, средней мощности за период и стабильности частоты. К числу последних достижений [153, 209] относится магнетрон [210], отдающий на частоте мощность величиной в импульсе длительностью мкеек при средней мощности Магнетрон имеет следующие параметры: напряжение ток 400 а, индукция магнитного поля кольцевой анод со связками состоит из резонаторов типа щель — отверстие. Современным требованиям удовлетворяет магнетрон [21] на частоту

который имеет длинный анод без связок при входных параметрах а, выходной мощности в импульсе и средней [332].

Частотные характеристики магнетронов явились предметом многочисленных исследований [297, 298, 333]. Было установлено, что небольшую перестройку по частоте можно осуществить с помощью видоизменения [58, 204] замедляющей структуры (например, одновременное введение [49] проводящих штифтов в элементарные резонаторы). Большой диапазон изменения рабочей частоты может быть достигнут с помощью электронной настройки [44, 59, 60] на колебания различных видов [30, 217]; для такого вида работы целесообразно применение стержневых структур [25, 255]. Использовалась также и ферритовая настройка [256].

Для генерации волн миллиметрового диапазона [7, 238, 340] наиболее удобными являются резонаторные магнетроны «восходящее солнце» [227, 228, 229]. Мощность одного из первых приборов [276], работающего на частоте при величине затягивания частоты, равной составила входные параметры равнялись и 10 а, а значение индукции магнитного поля было ниже провала для нулевого вида колебаний. Мощность другого магнетрона [308, 309] составляла в импульсе и в среднем за период при сроке службы 200 час. При использовании -резонаторной секторной структуры [16] достигнутая мощность составила на частоте при входных параметрах и 25 а; мощность другого прибора на частоту равнялась при входных параметрах а, индукции магнитного поля и сроке службы 100 час.

Другой подход [238] к работе магнетрона в миллиметровом диапазоне показал, что магнетроны могут генерировать с уменьшенным к. п. д. при величине магнитного поля около одной четверти обычного значения. Типичные лампы в режиме минимального напряжения перекрывают [78] диапазон Еще более низкие значения напряжения могут быть использованы при работе с пространственными гармониками [237].

Типичный анод можно представить себе состоящим из 12 одинаково разнесенных резонаторов, восемь из которых опущены двумя группами по четыре. Генерация была получена при взаимодействии электронного потока с компонентой поля, имеющей периодичность, соответствующую полному числу резонаторов. На частоте генерируемая мощность незатухающих колебаний равнялась при входном напряжении токе и плотности потока магнитного поля Лампа со слабым полем для 24 Ггц обладала [89] структурой типа «восходящее солнце», механически перестраиваемой с помощью емкостных штырей; в фиксированной рабочей точке была получена мощность, превышающая при к. п. д. 5% в полосе частот 7%.