SU693476A1

SU693476A1 - Способ измерени электродинамических параметров замедл ющих систем ламп бегущей волны

Info

Publication number: SU693476A1
Application number: SU752187164A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Федорович Филимонов; Игорь Николаевич Яскович
Original assignee: Предприятие П/Я В-2058
Priority date: 1975-10-27
Filing date: 1975-10-27
Publication date: 1979-10-25

Description

- ,. .

Иэоёретение относитс к электронной технике СВЧ, в частности к электровакуумным СВЧ приборам, и может быть использовагез при измерении параметров этих приборов в реальных услови х их работы.

Известны способы измерени электродинамических параметров замедл ющих систем ламп бегущей волны (ЛЕВ), например сопротивлени св зи RQ, основан ные на взаимодействии пучка электронов с бегущей электромагнитной волной: способ полного подавлени сигнала lj (эффект Компфнера) и способ малых электронных затуханий 2.

Эти способы позвол ют определ ть сопротивление св зи замедл ющих систем в услови х, приближенных к работе ЛБВ.

Как известно, в ЛБВ модулированный электронный пучок возбуждает группу электромагнитных волн. Их суперпозици может привести К усилению суммарного пол , его ослаблению и даже полному по-

глощению пучком электронов. В основе таких способов лежит измерение ускор ющего напр жени UQ и тока пучка Dp , при которых на выходе ЛБВ наблюдаетс один и;з укаёанньгх эффектов: дл метода малых затуханий - слабое поглощение пол пучком, дл эффекта Компфнера - полное поглощение пучком пол на выходе пампы,.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ измерени электродинамических параметров замедл ющих систем ЛБВ, основанный на взаимодействии пучка эле)ктронов с бегущей электромагнитной волной метод невли ни 3. Его сущность заключаетс в специальном подборе токапучка Зо и ускор к цего напр жени U (при условии ) дл получени в лампе усилени , равного единице..

Недостатком перечисленных способов вл етс сильна -зависимость результатов измерений от условий измерени выходной мощности: требуетс устранение нелинейных искажений и достаточно точное знание коэффициентов отражений и их фаз; необходимо проводить измерени на уровне слабых сигналов. Все это в конечном счете снижает точность способов. К недостаткам способов относитс нёвозможность измерени с их помощью коэффициента депрессии. Коэффициент депрессии , как и замедление, в перечисленных способах задаетс . В то же врем дл некоторых типов замедл ющих систети . коэффициент депрессии точно не известен. Это ограничивает применимость известных cnpcoiSoB измерени параметров ЛБВ дл р да классов ламп и затрудн ет их йредварительное проектирование, Целыо изобретени вл етс увеличение точности определё1 пш параметров замедл ющих систем ламп бегущей волны за счет совместного измерени сопротивлени св зи икоэффшгаента Депрессии, а также снижение чувствительности к услови м измерений этих величин.

Aniin (,1и

may. X tnax/

2

U - + 5i2

oVT,

nVYl-IM Т- J 1 А max

о«11п уиах max /

г 4 рПф- -:-О- -гг

отш 5i

IDOIJI

опредепшотс измеренным и t в киловольтах ) значени ми напр жени В Х1 oniin и замёдпей емШф {ТокамиI пучка Зо соответствующими напр жени ми (оуплп )Jonldix 5 Ш1ага енной частотой u;, ч тглжах

Предлагаемый способ предполагает известньпйи статическую вольтамперную характеристику лампы, площадь .пучха S , частоту сигнала U) и зам«длег ние Ыф.

Вьпцеприведенные уравнени вл ютс математической записью известных границ области больших усилений ЛБВ. Применимость этих уравнений к реальным ЛБВ (как и применимость других вариантов метода зондовых ) основана на воа ожности использовани одномерной теории при расчетах хорошо сконструированных ЛБВ и их макетов, у которых форма пучка хорошо сохран етс н всей длине прибора.

ou

( UJ, Im-in Чак

2

Д

Кл Их wax

Границы области больших усилений первоначально были получены дл ЛБВ, усиливающих слабые сигналы и имеющих пренебрежимо малые джоулевы потери. Однако в насто щее врем накоплен большой материал, показывающий, что границы спада усилени ЛБВ в режиме насыщени практически с ними совпадают.

Характеристическое уравнение ЛБВ, а также играницы области больших усилений , полученные из него, не завис т от условий на границах секций ЛБВ и степени согласовани их концов. Они вл ютс ойдими дл входных, промежуточных и выходных секций. Поэтому напр жени спада усилени должны быть одинаковьтми дл многосекционных и односекшюнных ЛБВ. Этот факт хорошо подтверждаетс имеющимис в литературе данными.

Claims

Предлагаемый способ и его применение по сн ютс чертежами. На фигч 1,2ойние решени приведенных выше уравнеСущность предлагйемого способа заключаетс в определении миник айьного и максимального анод-. ных напр жений, при которых начинаетс спад выходной мощности ЛБВ, Эти напр жени соответствуют точкам изменени крутизны зависимости выходной мощности Pgjjiy, от напр жени пучка Uo Bbix (ио)-Дп Uo-UomiH и V ortiaiccoставл ютс два уравнени (- св-Г 2Х Г -хДгО; совместное решение которых дает иско |Мые значени коэффициента депрессии Г и сопротивлени св зи PC в Коэффициенты вышеприведенных уравнений , 5 НИИ; на фиг. 3 нанесены результаты из мерений; на фиг. 4 - результат графиче кого решени приведенных уравнений. На фиг 1, 2 использованы вспомога тельные величины: Jue,,(,.) max. S-ta / Ро m-in fnoix .,-
2.Ъ4 ТСрзТг где T- /cpo, С - скорость света, DO измерено в амперах, (jp- в киловольтах. В формулах дл Enuuc luu под нужно пони Pomo(y ovviaxomax Pomin ominiPow при анализе фиг. 1, 2 соответственно. Значени J (Uon,iv должны быть сн ты по статической вол амперной характеристике лампы. Вдоль каждой линии фиг. 1, 2 отношение ,/ остаетс посто нным. Поиск корней сЕ, И Г и сходных уравнений с помощью их общих решений на фиг. 1,2 представл ет большие удо ства. Дл этого по измерерному замедл нию УУ1ф и вычисленным Poh gyiPoniin на фиг. 1,. 2 нужно провести линии фРотах и rn pomin ° ; st соответственно. Их пересечени с лини ми ((ju -cons-t позвол ют построить две зависимости .u -.( Ч-Мо..,. выража в которых wo, | -D и б через RcftH Г, получаем графики двух з висимостей ГР.СНсв/и и, Г ,(.и,.„ Их пересечение определ ет искомые зна чени Rj-g и Г. Предлагаемый способ был опробован при определении RCB промышленной ЛВВ. В цел х получени более резкой от и о оказалось зависимости Р, полезным подстраивать входной сигнал 6 максимум КПД. Зависимость max приведена на фиг. 3. Напр жени liomih и J о так выделены сплошными вертикальными ЛИНИ.ЯМИ. В относительных единицах 0,929; ,2i Если на фиг. 3 провести касательные к кривой Pftbixvrtax о ° стороны найденных значений, то области их пересечени ; определ ют погрешности измере™™ -опгос. оттп границы выделены на фиг. 3 пунктирными лини ми. Отклонегш от Uomin и U о vnc(4 жат в пределах 11%, На фиг. 4 приведены графики зависимостей F . ) Заштрихована область, соответствуюша погрешности определени onictx и Я° данным рис.
3. Получены численные значени RCB и Г; 18 (Н iO. 2,-)6(tO,05) Приведенный пример показывает, что предлагаемый способ удобен в применении и обеспечивает достаточно низкую погрешность. В отличие от других известных способов измерени электродинамических параметров замедл ющих систем предлагаемый способ позвол ет находить не только RCB. но и коэффициент депрессии , что приводит к увеличению точности определени параметров замедл ющих систет. Это расшир ет возможности предварительного проектировани ламп бегущей ВОЛНЫ с такими типаьш замедл ющих систем, дл которых Г точно неизвестен. Возможность проведени измерений в существегшо нелинейных режимах насьш1ени д, не требует устранени нелинейных искажений сигнала и резко снижает чувствительность измерений к согласованию концов лампы. Предлагаемый способ может примен тьс дл измерений на действующих лампах бегутйей волны, их макетах, а также при измерени х электронным зондом. Формула изобретени Способ измерени электрод1шамических параметров замедл ющих систем ламп бегущей волны, основанный на взаимодействии пучка электронов с бегущей электромагнитной волной, о тЛичающийс т&л, что, с целью увепичени точности определени параметров замедл ющих систем ламп бегущей волны за счет совместного измерени соцротивлени св еаи RCB и коэффициента депрессии Г, а также снижени чувствительности к уелоstusM измei eш й, измер ют минимальное Uoy,,.i И максимальноеUp тон. внодкое напр жени , при

ны, при этих значени х Оо определ ют R(g4 .Г путем решени двух уравнений

f- св Л - - св2х г -х т--о;

-Г

ГДе

«,2 где OU - частота сигнала; тф - замед ение волны omin oniax най йлеююа ;спада уойлёйиг ; omw omaxT г У йап) жени Jowih 6mait t - п аэмеййые частоты пучк при напр жени х и о „ и - ;- .;1 о№01к : ;, , :.,. Г .;;.. Источйшш .информашш, прин тые во внимание при экспертизе i;, Jotinson M. aip-Condi-tion ,Proc.3REcl955 43, JSfe 17, р. 2,Дмитриев Б. С. и др. Измерение электродинамических параметров замедл к вдх систем с помощью электронного аонда методом: затуханий. чЭлектронна Техника ,сери 1. 1968, № 6, с. 157. 3.Авторское .рвидетельство СССР № 297087, кл, Н 01 Т 9/42, опублшс. 1968.

1Ь

16

1

iг

аг

аз

г/

Й25

а-

Д/5

Щ ш Q.

и/

аз

а

/г1/

д так

I

to о,ь

US

f Cfcei KtH (Off)