Реферат: Современные лампы бегущей волны их конструкции физические принципы работы и параметры
В ЛБВ с выходной мощностью, не превышающей 100…200 Вт, применяется метод постепенного снижения потенциала коллектора, т. е. многоступенчатая рекуперация. Таких ступеней может быть четыре-пять:
(22)
Если добиться, чтобы максимальная величина катодного тока попадала на пятую ступень при минимальном значении потенциала Uкол5 , то подводимая мощность будет определяться в основном мощностью, рассеиваемой на 5-й ступени коллектора.
В мировой практике удалось достичь рекордных значений промышленного КПД маломощных приборов – до 70…75 %.
Гораздо сложнее ситуация с мощными приборами (мощность которых превышает 1 кВт). Возникают три существенные проблемы.
1. Сложность в обеспечении необходимой электропрочности, так как питающие напряжения при больших уровнях мощностей высокие. Это ограничивает количество ступеней, применяемых для рекуперации.
2. Ограничение возможностей теплоотвода от ступеней коллектора.
3. Разогрев замедляющей системы и значительное ухудшение согласования с выводом энергии из-за большого количества отраженных от ЗС электронов.
Абсолютное количество отраженных на ЗС электронов настолько велико, что возникает проблема разогрева ЗС и значительного ухудшения согласования с выводом энергии.
Поэтому для мощных приборов, как правило, применяется только двухступенчатая рекуперация. При этом максимально достижимый уровень КПД не превышает 45 %. Увеличение количества ступеней сопровождается значительным увеличением массогабаритных характеристик коллектора, что становится неоправданным.
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
С начала 80-х годов прошлого столетия получили развитие многолучевые короткие, так называемые «прозрачные» ЛБВ с коэффициентом усиления 10…12 дБ, что дало возможность использовать цепочечный вариант из двух ЛБВ: предварительной – с нормальным коэффициентом усиления (30…40 дБ) и выходной «прозрачной» многолучевой ЛБВ. Такое построение обеспечивает высокий уровень мощности (несколько десятков киловатт) при достаточно низких питающих напряжениях. Напряжения питания многолучевых приборов более чем в 2 раза меньше, чем у аналогичных однолучевых приборов. Применение многолучевых приборов позволяет обеспечить многорежимность работы, т. е. в широких пределах менять уровень выходной мощности без значительного изменения КПД.
Очевидно, перспективой развития ЛБВ является создание многолучевых приборов с коэффициентом усиления не менее 30 дБ и низкими питающими напряжениями. Это обеспечивает снижение массогабаритных характеристик передатчиков примерно на 20 % и, что самое главное, значительно повысить электропрочность этих передатчиков. Спрос на такие ЛБВ для РЛС и связи значительно растет.
В данной лекции не рассматривались особенности откачки ЛБВ, их тренировки, настройки в динамическом режиме и методы испытаний, это может явиться темой следующей лекции.
5. ЛИТЕРАТУРА
1. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Т. 1, 2. - М: Высшая школа, 1970.
2. Силин Р.А. Периодические системы. - М: Высшая школа, 2003.
3. Дубровский И.М. Справочник по физике. - Киев: Наукова думка, 1986.
4. Алямовский И.В. Электронные пучки и электронные пушки. – М.: Сов. радио, 1966.