Дипломная работа: Усилитель мощности миллиметрового диапазона длин волн
Лучшие
результаты получены в лампах со спиральными замедляющим
и
системами (ЗС) малого диаметра, в которых для снижения СВЧ-потерь используется
спиральный проводник прямоугольного сечения из материала МАГТ-0,2 с
проводимостью по постоянному току, близкой к проводимости меди (не менее 85%).
В таких ЗС реализованы схемы согласования фазовых скоростей в СВЧ волновом
пакете с энергетическими характеристиками электронного потока вдоль
пространства взаимодействия лампы, обеспечивающие передачу СВЧ-полю на частоте
первой гармоники 60... 75% энергии электронов компактного сгустка, содержащего
до 80% электронов на периоде СВЧ-волны [A1] .
Высокая
эффективность энергообмена в пространстве взаимодействия, низкие потери
СВЧ-мощности в ЗС и удобный для многоступенчатого рекуперирования спектр
энергий электронов в электронном потоке на входе в коллектор при применении
новых конструкций спиральных ЗС позволили увеличить электронный КПД в средней
части сантиметрового диапазона до 30... 36% , а технический КПД ЛБВ с
трехступенчатым коллектором электронов - до 56%. При этом были улучшены и
другие параметры, влияющие на качество выходного сигнала усилителя [4]:
относительный
уровень выходной мощности на частоте второй гармоники снизился до минус 25 дБ,
максимальное значение коэффициента амплитудно-фазовых преобразований при
изменении входных мощностей от нулевой до входной мощности, соответствующей
режиму насыщения, уменьшилось до 6 град/дБ.
Полученные
данные позволили сделать вывод, что в ЛБВ с электронным КПД более 30% при
сопровождении электронного потока в периодических магнитных полях может быть
достигнуто токопрохождение на коллектор в динамическом режиме более 97%.
Увеличение электронного КПД привело к уменьшению удельного токоотбора с
поверхности катода и увеличению долговечности ЛБВ [A2].
Последующее увеличение долговечности до 100 тыс ч и более стало возможным после
разработки специальных технологических процессов, методов контроля качества,
обеспечивающих производство основных узлов ЛБВ повышенной надежности
металлокерамических, катодных, ЗС, узлов связи и МПФС.
Основные
электрические параметры ряда приборов:
Рвых
- выходная мощность на частоте первой гармоники,
Ky - коэффициент усиления,
I 0 -ток катода (суммарный ток электродов),
N
- количество ступеней коллектора.
М
- масса,
Д
- долговечность,
Они
приведены в таблице 1.2. В ней представлены данные из технических условий,
которые, как правило, обеспечиваются конструкциями и технологией с большими
производственными запасами. Результаты разработки образцов ЛБВ с КПД 60% и
долговечностью 150...200 тыс. ч
Выполненные.
исследования показали возможность создания и освоения производства ЛБВ средней
мощности сантиметрового диапазона с долговечностью 150... 200 тыс. ч и КПД
более 60% . Важнейшее условие обеспечения работы ЛБВ в течение 200 тыс. ч. -
повышение эмиссионной долговечности катода. Необходимая эмиссионная
долговечность достигается в двухкамерных металлопористых катодах при плотности
токоотбора с эмитирующей поверхности до 1 А/см2.
В
результате первой серии испытаний экспериментальных образцов ЛБВ нового
поколения было обнаружено, что после наработки более 100 тыс. ч могут возникать
отказы приборов из-за снижения поверхностного сопротивления керамических
деталей металлокерамических узлов электронной пушки, а после наработки 100...
150 тыс. ч среди приборов с большой токовой нагрузкой на ЗС могут возникать
отказы по снижению выходной мощности.
Таблица
1.2- Параметры ЛБВ
Тип |
Диапазон
частот, ГГц |
Рвых. Вт |
Ку.дБ |
Uзс. кВ |
Iо, мА |
N, шт |
Кпд,% |
М,кг |
Д, ч |
УВ-481 |
3,4...3,9 |
40 |
42 |
3,5 |
70 |
3 |
45 |
2,6 |
57500 |
УВ-А2002 |
3,4...3,9 |
80 |
42 |
3.7 |
130 |
3 |
45 |
2,6 |
55000 |
УВ-509 |
7,0...8,0 |
40 |
40 |
4,0 |
40 |
3 |
50 |
0,8 |
77000 |
УВ-А2006 |
11,4...11,7 |
22 |
40 |
5.0 |
40 |
3 |
40 |
1,9 |
55000 |
УВ-А2008А |
11.7...12,5 |
100 |
48 |
6.5 |
140 |
5 |
56 |
1.8 |
100000 |
УВ-А2008 |
11.7...12,5 |
150 |
50 |
6,5 |
160 |
5 |
55 |
1,8 |
100000 |
УВ-А2010 |
13,4...14,0 |
50 |
50 |
5,6 |
55 |
3 |
40 |
2,0 |
77000 |
УВ-485 |
14,5...15,5 |
40 |
50 |
5,6 |
55 |
3 |
40 |
2.0 |
55000 |
Снижение
поверхностного сопротивления керамических деталей в электронной пушке связано с
накоплением на их поверхности проводящих материалов, испаряющихся с нагретых
поверхностей катода. Для устранения этого эффекта разработаны электронные
пушки, в которых керамические детали защищены экранами от попадания на них
испарившихся с катода материалов. Надежность этих пушек подтверждена
испытаниями, проведенными по методике ускоренных испытаний в специальных
режимах в течение времени, эквивалентного наработке более 300 тыс. ч.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 |