CS198441B1 - Obvod pro střídavý provoz dvou vysokofrekvenčních generátorů do společné zátěže - Google Patents

Description

Je známo, že mikrovlnnou energií z několika generátorů lze střídavě přepínat pomocí mechanického přepínače, umístěného ve vlnovodové odboěnici, a vést ji do společné zátěže. Toto řešení nesplňuje však požadavek rychlého přepínání funkce generátoru, např. několik set nebo tisíc přepnutí za sekundu. Známý duplexní přepínač rádio-’ lokátoru, vysílání - příjem, s iontovkami, pracuje s řádově rozdílnou úrovní výkonu a nelze tohoto principu použít pro dva generátory se stejným výkonem. Spojení dvou mikrovlnných generátorů pracujících do společné zátěže podle čs. patentu č. 103109 řeší rychlé přepínání dvou generátorů pracujících na různých kmitočtech do společné zátěže tím, že každý generátor je připojen k jednomu rameni T-členu, k jehož třetímu ramenu je připojena zátěž, přičemž vždy to rameno T-členu, které je spojeno s jedním generátorem, má elektrickou délku rovnou celistvému násobku čtvrtiny vlnové délky zbývajícího z obou generátorů. Účinnost přenosu mikrovlnné energie z magnetronů přes vlnovodový T-člen do společné zátěže není však při uvedené délce ramen optimální, ani když magnetrony pracují na různých kmitočtech, protože se značná část energie odrazí v rozvětvení T-členu a vrací se k pracujícímu magnetronů.

Nedostatky dosavadních zapojení dvou vf generátorů do společné zátěže odstraňuje obvod podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že délka prvního nebo druhého ramene od příruby prvního nebo druhého generátoru k ose třetího ramene zátěže D = e + L, kde e m = celistvý počet půlvln, φ = fázový úhel činitele odrazu Tel’’ generátoru Μ 1 nebo M 2 v rovině příruby generátoru,

2π fázová konstanta šíření vlny v prvním nebo druhém rameni odbočnice T a i, je vlnová délka v tomto rameni. Využívá se známé vlastnosti odbočnice T, že lze nastavit v jednom nebo druhém ramenu zkrat P ve vzdálenosti L od osy třetího ramene zátěže tak, že se vlna jdoucí z prvního nebo druhého ramene soufázově sčítá v třetím rameni zátěže s vlnou odraženou od zkratu P.

Výhody obvodu podle vynálezu se projevují jednak u vf lineárních urychlovačů, kdy pro zvýšení jejich výkonu lze budit urychoovací trubici střídavě ze dvou magnetronů pracujících na stejné vlnové délce a střední výkon urychlovače se tím zvýší téměř dvojnásobně, jednak tento obvod umožňuje v radiolokátoru vést k anténě výkon obou magnetronů společnou vlnovodnou trasou a ozařovat anténní systém jedním trychtýřem.

Na přiloženém výkresu je na obr. 1 schematicky znázorněno zapojení dvou magnetronů podle vynálezu a na obr. 2 je znázorněn rezonanční obvod magnetronů na kruhovém impedančním diagramu. Na obr. 1 je magnetron Μ 1 napojen přírubou 4 na první vlnovodné rameno 1 odbočnice T, magnetron M 2 přírubou 4 na druhé vlnovodné rameno 2 a oba pracují do společné zátěže Z, která je na třetím vlnovodném ramenu 3 této odbočnice T. Příruba 4 magnetronů Ml je od osy y vzdálena o délku D, přičemž zkrat P je nastaven v prvním vlnovodném ramenu 1 ve vzdálenosti L od této osy třetího vlno vodného ramene 3 zátěže Z. Na obr. 2 na kruhovém impedančním diagramu kružnice 5 značí frekvenční závislost impedance rezonanční dutiny magnetronů, bod f₀ značí rezonanční kmitočet dutiny nepracujícího magnetronů, f_n značí pracovní kmitočet magnetronů a jemu odpovídající činitel odrazu Γεί*, φ je fázový úhel činitele odrazu se stupnicí —180°, +180°.

Příklad využití obvodu podle vynálezu:

Dva magnetrony pracují pulsně střídavě do společné zátěže a oba pracují na stejném kmitočtu. Rezonanční dutina magnetronů je těsně navázána na vlnovod a proto lze vyjádřit impedanci nepracujícího magnetronů jako impedanci rezonančního obvodu s rezonančním kmitočtem f₀ vyšším, než je kmitočet pracujícího magnetronů f_n. Dutina pracujícího magnetronů se zavedením elektronového prostorového náboje rozladí na kmitočet f_n. Vyjádřením normované impedance rezonančního sériového - obvodu pro obecné rozladění lze získat vztah mezi činitelem jakosti dutiny Ql a činitelem rozladění n, které značí rozladění vzhledem k hodům polovičního výkonu:

Ql nf₀

2(f_o-f„)

Ql (fo -fn) fo

Při pracovním kmitočtu f„ bude velikost činitele stojaté vlny ρ rovno:

j/n² + 1 (go + 1) + j/(go — l)² + n² (g0 + 1)2 j/n² TT (ρ₀ + 1) —

Kde ρ₀ je činitel stojaté vlny při rezonančním kmitočtu f₀. Je známo, že se impedance ve vlnovodu periodicky transformuje podél vedení a, že v každém uzlu stojaté vlny bude mít normovaná impedance uvedeného rezonančního obvodu magnetronů minimální hodnotu rovnou právě Nastaví Ji se délka prvního vlnovodného ramene 1 magnetronů Μ 1 tak, že uzel stojaté vlny padne do shora uvedené vzdálenosti L zkratu P, pak se výkon z magnetronu M 2 rozdělí do třetího vlnovodného ramene 3 a prvního vlnovodného ramene 1 v poměru impedancí z a - jak bylo uvedeno. Délka prvního vlnovodného ramene 1 odbočnice T je rovna součtu dvou délek:

D = e + L, kde pro e platí vztah π |m kde e — β

m = celistvý poěet půlvln, φ = fázový úhel činitele odrazu Fe^ generátoru Μ 1 v rovině jeho příruby 4,

2π β = = fázová konstanta šíření vlny v prvním vlnovodném rameni 1 odbočnice T,

2g = vlnová délka v tomto rameni 1.

Obvodu podle vynálezu lze využít např. pro zvýšení středního výkonu vf lineárního urychlovače nabitých částic, dále u radiolokačních zařízení v diversitním provozu popřípadě i v dalších perspektivních zařízeních.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Obvod pro střídavý provoz dvou vysokofrekvenčních generátorů, zejména magnetronů nebo klystronů, pracujících na stejném kmitočtu do společné zátěže,k de první generátor je připojen na první rameno odbočnice, na jejímž druhém ramenu je připojen druhý generátor a na třetím jejím ramenu je zátěž, přičemž zkrat v prvním nebo druhém ramenu odbočnice je ve vzdálenosti L od osy třetího ramene zátěže, vyznačený tím, že délka (D) prvního (1) nebo druhého (2) ramene od příruby (4) prvního generátoru Μ 1 nebo druhého generátoru M 2 k ose třetího (3) ramene zátěže Z je

   D — e + L, m — celistvý počet půlvln, φ — fázový úhel činitele odrazu Tel’’ generátoru Ml (M2) v rovině příruby (4) generátoru, 2π β = ——· = fázová konstanta šíření vlny v prvním (1) nebo druhém (2) rameni odbočnice T a 2g je vlnová délka v tomto ramenu (1, 2).