Выбор конструкции спиральной замедляющей системы - Определение оптимальных значений конструктивных параметров спиральной замедляющей системы лампы с бегущей волной
![](/images/image015-2109.png)
Применение в ЛБВ спиральной замедляющей системы классической конструкции (рис.2.2.), то есть представляющей собой спираль, закрепленную в металлическом экране с помощью диэлектрических опор круглого или прямоугольного сечения, которая обладает нормальной дисперсией, позволяет обеспечить полосу усиливаемых частот ЛБВ не более октавы [1].
![классическая конструкция вч-блока](/images/image016-393.jpg)
Рис.2.2. Классическая конструкция ВЧ-блока.
1-Спираль; 2-Диэлектрические опоры; 3-Металлический экран.
Создание ЛБВ с более широкой полосой усиливаемых частот достигается применением замедляющей системы со слабо аномальной или нулевой дисперсией. Однако получение ее сопровождается падением сопротивления связи по сравнению с системами с нормальной дисперсией, чем обуславливается более низкий КПД, но этот шаг позволяет расширить полосу усиливаемых частот до двух октав. Анализ работы замедляющей системы показывает, что ограничение полосы частот усиливаемых сигналов в ЛБВ определяется двумя факторами:
- 1) Отсутствием синхронизма, обусловленного изменением электродинамических характеристик замедляющей системы (коэффициента замедления и сопротивления связи) в частотном диапазоне. 2) Уменьшением коэффициента усиления вследствие уменьшения электрической длины прибора.
Длинноволновая граница в случае нулевой и аномальной дисперсии определяется, главным образом, вторым фактором, а при нормальной дисперсии - первым. Коротковолновая граница всегда определяется только первым фактором.
Первым способом получения замедляющей системы с нулевой или аномальной дисперсией для расширения полосы ЛБВ является приближение экрана к спирали (рис.2.3.).
![приближение экрана к спирали](/images/image017-1957.png)
Рис.2.3. Приближение экрана к спирали.
Сопротивление связи в такой замедляющей системе становится очень низким и, следовательно, получить большие значения КПД в таком приборе невозможно.
Другим способом является введение в замедляющую систему азимутальной анизотропной проводимости (Этот способ был предложен Пчельниковым Ю. Н.). Одной из первых была теоретически рассмотрена замедляющая система с введенными между спиралью и экраном проводящими стержнями, расположенными по окружности параллельно оси системы (рис.2.4.). Изменяя положение ребер и зазор между ними и спиралью, можно изменить наклон дисперсионной характеристики и перейти из нормальной дисперсии в аномальную. Сопротивление связи такой системы оценивается приближенно.
![конструкция замедляющей системы, позволяющая получить аномальную дисперсию](/images/image018-1881.png)
Рис.2.4. Конструкция замедляющей системы, позволяющая получить аномальную дисперсию.
1-Спираль; 2-Продольные ребра; 3-Металлический экран.
Анализ влияния ширины продольных стержней и их расстояния от спирали на дисперсию показал, что влияние на замедление при одинаковой дисперсии тем слабее, чем меньше ширина стержней и больше расстояние от них до спирали.
В конструкции замедляющей системы, изображенной на рис.2.5, рис.2.6, рис.2.7, используя металлический экран с продольными ребрами различной конфигурации, варьируя число ребер, ширину и расстояние от них до спирали, можно получить нулевую, смешанную или аномальную дисперсии.
![изменение ширины продольных стержней](/images/image019-1790.png)
Рис.2.5. Изменение ширины продольных стержней.
![изменение числа ребер](/images/image020-1730.png)
Рис.2.6. Изменение числа ребер.
![изменение высоты ребер](/images/image021-1672.png)
Рис.2.7. Изменение высоты ребер.
В разное время было предложено большое количество конструкций спиральных замедляющих систем с азимутально-анизотропной проводимостью экрана, но в силу своей нетехнологичности, малоэффективности и неустойчивости конструкции не используются в практике. Были отобраны те, которые отвечают вышеперечисленным требованиям. Рассмотрим две такие конструкции, изображенные на рис.2.8(N1) и рис.2.9(N2): Спираль 1 закреплена в металлическом корпусе 4 с использованием трех диэлектрических штабиков (опор) 2. Азимутально-анизотропная проводимость обеспечивается металлическими ребрами различной конфигурации 3.
Теоретический анализ позволил определить основные закономерности влияния количества, размера ребер и их расстояния от спирали на дисперсию и сопротивление связи. Установлено, что характер дисперсии сильно зависит от высоты ребер. Сопротивление связи уменьшается с ростом высоты ребер, причем в большей мере в длинноволновой части диапазона.
Увеличение, как ширины, так и количества ребер приводит к росту замедления, но число ребер влияет более существенно. При этом сопротивление связи с шестью узкими ребрами оказывается намного больше, чем сопротивление связи в системе с тремя широкими ребрами.
По результатам можно сделать вывод, что при одном и том же изменении дисперсии уменьшение сопротивления связи будет меньше, если это изменение достигнуто за счет увеличения числа ребер при сохранении их формы, а не наоборот. Кроме того, показано, что применение экрана с продольными ребрами позволяет получить аномальную дисперсию при значениях сопротивления связи в 1,52 раза больших, чем при приближении оболочки к спирали в конструкции замедляющей системы с изотропным экраном. Исследования показали одинаковую эффективность спиральной замедляющей системы (рис.2.8.) и (рис.2.9.), причем N1 рекомендован как более технологичный, а N2 как более эффективный. Проведенное сравнение замедляющей системы с металлокерамическими стержнями(рис.2.8.) и замедляющей системы с шестью продольными ребрами (рис.2.4.) показало, что при одной и той же аномальной дисперсии в двухоктавной полосе частот сопротивление связи в приборе с металлокерамическими стержнями выше. Это объясняется тем, что использование металлокерамических стержней в ВЧ пакете позволяет значительно уменьшить объем диэлектрика и, соответственно, снизить диэлектрические потери. Но в то же время сопротивление связи такой замедляющей системы ниже, чем в замедляющей системе с изотропным экраном с нормальной дисперсией (рис.2.2.).
![вариант n1 конструкции замедляющей системы](/images/image022-1623.png)
Рис. 2.8. Вариант N1 конструкции замедляющей системы.
- 1 - спираль; 2 - диэлектрический штабик; 3 - металлическое ребро; 4 - металлический экран.
Далее сравнили N1 и N2 (при одинаковой дисперсии, в одном диапазоне частот), сопротивление связи N2 больше, чем N1. Это обьясняется тем, что во второй конструкции 10 ребер против 6 в первой и ребра во второй конструкции тоньше, чем в первой. Диэлектрические потери больше во второй конструкции, так как объем диэлектрика круглых опор больше объема штабиков, влияние этих потерь сказывается на к. п. д.
![вариант n2 конструкции замедляющей системы](/images/image023-1557.png)
Рис. 2.9. Вариант N2 конструкции замедляющей системы.
- 1 - спираль; 2 - диэлектрическая опора ; 3 - металлическое ребро; 4 - металлический экран.
Анализ конструкций ЗС показал, что обе замедляющие системы с металлокерамическими опорами (штабиками) эффективно взаимодействуют с пучком электронов, при этом не теряя свое свойство сверхширокополосности. Однако конструкция замедляющей системы N1 была выбрана для проектирования ЛБВ с заданными параметрами. Это связано с тем, что в ЗС N1 диэлектрические опоры имеют большую площадь соприкосновения со спиралью, что обеспечивает лучший теплоотвод от нее. Поэтому ЗС конструкции N1 используют в ЛБВ с большей мощностью, чем ЗС конструкции N2. Также конструкция N1 является наиболее технологичной.
Похожие статьи
-
Общие вопросы При конструировании замедляющей системы обычно приходиться решать две основные задачи: 1. Выбор конструкции замедляющей системы ( диаметр и...
-
Электровакуумный прибор, работа которого основана на взаимодействии электронного потока и бегущей волны, впервые предложил и запатентовал американский...
-
Основными параметрами и характеристиками ЛБВ являются: 1) коэффициент усиления ; 2) диапазон рабочих частот ; 3) коэффициент шума ; 4) максимальная...
-
Конструкция лампа бегущий волна Создание сложных современных радиотехнических систем невозможно без целого ряда генераторных и усилительных электронных...
-
В основе усилительных и генераторных ламп бегущей волны в широком смысле слова лежит длительное взаимодействие электронов с бегущей электромагнитной...
-
Классификация средств измерения температуры Классификация приборов для измерения температуры по принципу действия изображена на рисунке 3.3. Рисунок 3.3...
-
Конструкция и принцип работы - Спиральный теплообменный аппарат
Варианты конструкций спиральных теплообменников. Спиральные теплообменники с противотоком или параллельным движением сред. В общем случае этот тип...
-
Рассчитываем условный диаметр проходного сечения сервозадвижки трубопровода: (2.5) Где QMax - максимальный расход, м3/с; С - плотность, кг/м3; О -...
-
Конструируя ЭМС, стремятся достигнуть идеала. Идеальная электрическая машина должна иметь определенные свойства (высокий КПД, надежность, малые размеры и...
-
Исходя из ГОСТ 16293-89 (см. приложение 2) для шестого класса буровых установок принимается оснастка талевой системы 5х6. Выбор талевого каната Для...
-
Для измерения температуры растворов выбираем термометры сопротивления Pt100 двух типов, отличающихся глубиной монтажной части. На трубопроводах с...
-
Способы охлаждения в зависимости от вида охлаждающей среды делятся на непосредственное охлаждение и на охлаждение жидким хладоносителем (косвенное...
-
Определение и классификация передаточных функций САУ - Анализ системы автоматического управления
Передаточная функция - один из способов математического описания динамической системы. Используется в основном в теории управления, связи, цифровой...
-
В ходе данной работы необходимо установить свойства системы автоматического управления, определить ее временные и частотные характеристики, а также...
-
Передаточную функцию системы по задающему воздействию - главную передаточную функцию получаем следующим образом: Передаточная функция системы по...
-
Система автоматического управления это - комплекс устройств, предназначенных для автоматического изменения одного или нескольких параметров объекта...
-
Разработка конструкции литниковой системы - Проект цеха стального литья на 10000 т
При выборе способа подвода расплава в форму и разработке конструкции литниковой системы учитываем, что расплав должен поступать в форму плавно, без...
-
Классификация моделей Модели классифицируются по размерам. Модель отливки "Кронштейн", относится к малым моделям. При проектировании данной отливки была...
-
Рассмотрим основные конструкции ЛЭГП с АЗП, используемые в настоящее время в металлорежущих станках с ЧПУ. На рис. 7 приведен привод трехкоординатного...
-
Наладку систем автоматизации начинают до полного завершение всех монтажных работ на объекте. При этом необходимо убедиться в том, что отдельные приборы...
-
Спроектировать привод к цепному конвейеру. Мощность на ведомом колесе зубчатой передачи Р= 9,5 кВт и угловая скорость вращения этого колеса Щ 3 = 1,9р...
-
При разработке проекта автоматизации в первую очередь необходимо решить вопросы выбора структуры управления. Под структурой управления понимается...
-
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА КОРОБКИ СКОРОСТЕЙ Выбор оптимального варианта коробки скоростей очень сложен. Здесь большое значение имеют группы и типы...
-
В данном холодильнике рабочим хладагентом является фреон R-22. В холодильнике с естественной циркуляцией принимается - температура кипения ХА; -...
-
Автоматическое регулирование теплового режима туннельной печи заключается в следующем. Воздействие на расход топлива осуществляют с одной стороны...
-
Электрической проводкой (электропроводкой) называется совокупность проводов и кабелей с относящимися к ним креплениями, поддерживающими и защитными...
-
Эффективным способом снижения действия помех, а, следовательно, и погрешностей в АЭП является фильтрация. Наиболее часто применяется линейная фильтрация....
-
Любой технологический процесс, протекающий на каком-либо объекте, можно характеризовать одним или несколькими параметрами. Эти параметры процесса в...
-
Представители Fujitsu Laboratories сообщили об успехах, которых им удалось добиться при использовании углеродных нанотрубок в качестве средства...
-
Требования, предъявленные к регуляторам частоты вращения, зависят от условий эксплуатации систем регулирования в целом с учетом назначения двигателя и...
-
2.1 Выбор материала режущей части (пластины) Для черновой обработки по корке при относительно равномерном припуске или без корки и ударов, а также для...
-
Выбираю преобразователь КТЭ 320/220 А (440 В) Семейство продуктов КТЭ Тип изделия или компонента Привод с регулируемой частотой вращения Специальное...
-
Выбор, обоснование выбора конструкции аппарата - Технологический расчет теплообменника
В промышленности применяется большое число различных конструкций и типоразмеров трубчатых печей. При выборе печи в основном следует учитывать вид...
-
Пускатель представляет собой тиристорный регулятор с цифровой системой управления на интегральных микросхемах, обеспечивающий плавное изменение выходного...
-
Напряжение сжатия в Мпа , Где: Расчетное усилие в канате, Н; Толщина стенки и шаг нарезки, мм См См = 8мм Допускаемые напряжения можно принимать: ,...
-
Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может найти применение в закрытых гидросистемах мобильных и строительно-дорожных машин. Известна...
-
Угловая скорость ходового колеса: ,(11). Определим требуемое передаточное число: ,(13) Принимаем редуктор Ц3вкф-125 с передаточным числом ; диаметр...
-
1. Тележка (рис.4) имеет опорные ходовые колеса 1 и 2. Ходовое колесо 1 приводится в движение при помощи электродвигателя 3 через редуктор 4. На...
-
Анализируя конструкцию отливки, приходим к выводу о возможности получения внутренней полости отливки с помощью одного стержня. Стержень занимает...
-
Положение отливки в форме при заливке и затвердении определяет весь технологический процесс изготовления отливки. Данная отливка располагается в двух...
Выбор конструкции спиральной замедляющей системы - Определение оптимальных значений конструктивных параметров спиральной замедляющей системы лампы с бегущей волной