Работа - магнетрон
Cтраница 4
 |
Электронные спицы в магнетроне. [46] |
Движение электронов от катода к аноду в магнетроне происходит не во всех азимутальных направлениях равномерно. Число спиц зависит от характера высокочастотных колебаний и в наиболее употребительном режиме работы магнетрона равно половине числа резонаторов. Электроны в спицах перемещаются к аноду по сложным петлеобразным траекториям, так как характер их движения определяется суммарным воздействием постоянного и переменного электрических полей и постоянного магнитного поля. [47]
Поле гармоник, для которых кривые дисперсии нанесены пунктирной линией, сравнительно мало. Соответствующие им виды колебаний являются паразитными и могут приводить к нестабильности в работе магнетрона. [48]
Spencer, 1999 г. [2]), в которых на мощных вычислительных машинах решались задачи полномасштабного моделирования магнетрона с помощью самосогласованной системы уравнений Максвелла-Власова в 2 5 и даже 3 - х измерениях, аналогичные рассмотренным в этой лекции. Однако результаты и этих исследований оставляют ряд вопросов теории влияния пространственного заряда на работу магнетрона до сих пор открытыми. [49]
 |
Три характерных типа. [50] |
При использовании любой формы резонаторов в анодном блоке возникает связь между ними, что делает систему с TV резонаторами способной к N видам колебаний. Собственные частоты колебаний разных видов близки к собственной частоте колебаний типа л, используемой в работе магнетрона, что существенно ухудшает его работу. Для разнесения по шкале частот рабочих и паразитных колебаний применяют два метода. Первый основан на том, что увеличение связи между резонаторами увеличивает расстояние между возможными частотами колебаний. Этот метод реализуется применением так называемых связок. При втором методе возможные частоты колебаний связанных резонаторов могут быть разнесены за счет расстройки резонаторов. Такой метод использован в системе, называемой р а з н о-резонаторной. [51]
 |
Различные виды связок анодного блока. [52] |
Применение связок имеет и некоторые недостатки. Так, например, высокочастотное поле, образуемое связками и не зависящее от азимутального угла, искажает в некоторой степени электрическое поле в пространстве взаимодействия и ухудшает работу магнетрона. Кроме того, введение связок увеличивает высокочастотные потери, величина которых растет с укорочением длины волны генерируемых колебаний. Для исключения этого влияния связки экранируют размещая их в специальных канавках в анодном блоке. [53]
Несмотря на то, что частотное разделение с увеличением номера вида колебаний уменьшается, на практике почти всегда используются колебания противофазного вида, при которых получается наиболее эффективное взаимодействие электронного потока с переменным электрическим полем. В дальнейшем будет показано, что применением дополнительных конструктивных элементов-связок или разнорезонаторной колебательной системы можно увеличить частотное разделение между видами, увеличить при необходимости число резонаторов и значительно повысить устойчивость работы магнетрона. [54]
В многорезонаторных диапазонных магнетронах при изменении режима работы или перестройке по диапазону частот возможно скачкообразное изменение генерируемого вида колебаний и связанное с этим резкое изменение частоты и выходной мощности. Практически это наблюдается, если передающая линия ( фидер), соединяющая магнетрон с внешней нагрузкой, имеет сравнительно большую геометрическую длину или недостаточно согласована с нагрузкой. Стабильность работы магнетрона по частоте повышается при правильном выборе длины фидера, соединяющего магнетрон с внешней нагрузкой, и величины коэффициента стоячей волны. Существует некоторая критическая геометрическая длина фидера, при превышении которой нельзя гарантировать удовлетворительную работу многорезонаторных магнетронов. [55]
Если подбором полей вывести электроны из синхронизма или сделать анод магнетрона сплошным, то можно использовать круговое движение электронов. Поэтому следует ожидать, что при надлежащей конструкции из магнетрона будет излучаться мощность с циклотронной частотой. Такой режим работы магнетрона принято называть циклотронным. [56]
Рассматриваются вопросы, связанные с применением техники сверхвысоких частот для нагрева в промышленности и медицине, на предприятиях общественного питания и торговли. Излагаются физические основы проектирования установок для нагрева энергией СВЧ, дано описание ряда установок и приводятся их чертежи. Основное внимание уделяется вопросам работы мощных магнетронов и СВЧ триодов непрерывного генерирования в оборудовании для нагреза. Описано биологическое действие сверхвысоких частот, указываются предельные нормы и необходимые меры предосторожности. Даны также некоторые рекомендации по экранированию СВЧ установок с целью снижения излучаемых ими помех. [57]
 |
Устройство многорезонаторного магнетрона. [58] |
Количество таких резонаторов может колебаться от единиц до нескольких десятков. К аноду прикладывается постоянное или импульсное напряжение, положительное относительно катода. В зависимости от этого и режим работы магнетрона получается непрерывным или импульсным. Электроны вылетают из накаленной цилиндрической поверхности катода и, двигаясь под воздействием анодного напряжения, пересекают силовые линии магнитного поля. Необходимые величины электрического и магнитного полей могут быть получены из решений уравнений движения электрона в скрещенных полях. [59]
Отказ от модуляции прямоугольными импульсами не полностью объясняется ограниченными возможностями модуляторов. Для нормальной работы магнетрона скорость нарастания его анодного напряжения не должна быть слишком большой. Такой режим возбуждения вредно сказывается на работе магнетрона, вызывает интенсивные искрения и нестабильность генерации. Поэтому в ряде случаев приходится специально уменьшать наклон фронтов импульса, приближая его форму к колоколообразной. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5