3. Описание конструкции и технологии изготовления многорезонаторного клистрона

В конструкции многорезонаторного клистрона можно выделить следующие узлы: электронную пушку, анодный узел, включающий в себя резонаторный блок с выводами и вводами энергии, элементы настройки, коллекторный узел.

В качестве материала для изготовления резонансных блоков используется безкислородная медь, обладающая хорошей теплопроводностью. Полюсные наконечники выполняются из магнитомягкого материала, в качестве которого используется магнитомягкая сталь. Ввод и вывод энергии изготавливаются из меди. Цилиндр механизма настройки – стальной.

Для обеспечения необходимой плотности тока эмиссии в электронной пушке используется металлопористый катод. Фокусирующий электрод пушки изготовлен из титана, который при нагреве поглощает газы. Держатель фокусирующего электрода – стальной. Изолятор электронной пушки изготавливается из керамики.

Резонаторный блок собирается следующим образом : внутренние части резонатора припаиваются к корпусу блока припоем ПСр – 72 (72 % серебра и 28 % меди).

Поверхности, подлежащие пайке, предварительно обрабатываются по 2-5 классу точности для улучшения смачивания их припоем. Затем поверхности обезжириваются органическим растворителем типа трихлорэтана, четыреххлористого углерода и др.

Очистку от окисных пленок производят травлением в 5-10 % растворе соляной кислоты при температуре 20С. Пайку проводят индукционным методом. Спаиваемые детали собирают с зазором 0,04 – 0,05 мм. Между деталями предварительно кладут фольгу из припоя и флюс. Затем узел вводят внутрь индуктора и прогревают. После окончательной кристаллизации припоя узел промывают и сушат. Внутренние поверхности резонатора покрывают серебром электролитическим методом. Для повышения чистоты токонесущих поверхностей применяют электрохимическую полировку. Ее производят в 70 % растворе цианистого серебра и калия. В результате взаимодействия электролита и металла образуется пленка, которая из-за вязкости не повторяет неровностей поверхности. Получается поверхность 9-10 класса чистоты.

Полюсный наконечник магнита и коллектор соединяют аргонно-дуговой сваркой. Электронную пушку соединяют с полюсным наконечником посредством пайки припоем ПСр – 72. Выводы энергии и механизм настройки припаивают к резонатору припоем ПСр-45.

Электронная пушка поступает на сборочную операцию уже в собранном виде. Кольцо пушки припаивается к полюсному наконечнику магнита ПСр – 72. К корпусу резонаторного блока последовательно припаиваются тем же припоем пролетные трубы индукционным способом. Собранный таким методом резонаторный блок припаивается к полюсному наконечнику. Далее припоем ПСр – 45 к резонаторному блоку припаиваются вводы и выводы энергии и механизм настройки. Затем с помощью винтов к прибору прикрепляют постоянные магниты. На этом сборка прибора заканчивается.

Чертеж и спецификация сконструированного прибора представлен в приложениях 1, 2.

Заключение

В данном курсовом проекте был спроектирован многорезонаторный однолучевой клистрон на основе разбиения сложного объекта на блочно-иерархические уровни и последовательном переходе от проектирования блоков к проектированию системы из этих блоков. Расчет проводился с помощью методов автоматизированного проектирования на ПК с использованием пакета прикладных программ :

SGUN – синтез ЭОС

AGUN – анализ ЭОС

REZON – расчет резонатора

GRUP – расчет линейного группирователя

COLL – расчет коллектора

KLIS – расчет клистрона

Исходные параметры, которые не представлены в виде технического задания, но необходимые для проектирования узлов и самого прибора, были определены в ходе ручного расчета. Расчет был проведен ранее в курсовом проекте по дисциплине “Компьютерное моделирование” на тему “Расчет электронной пушки”.

В результате проектирования был получен клистрон со следующими выходными параметрами:

длина волны:  ₀=8.2 см ;

полоса пропускания: f/f₀ = 0,76% ;

выходная мощность: P_вых= 16 кВт ;

коэффициент усиления: K_p=42 дБ ;

- коэффициент полезного действия: =67%;

Литература

1. Кацман Ю. А. “Приборы СВЧ. Теория, основы расчета и проектирования электронных приборов”. М.: Высшая школа, 1983г.

2. Федяев В.К., Буланкин В.А.“Автоматизированное проектирование многорезонаторных клистронов”. Методические указания к курсовому проектированию. Рязань, 1985г.

3. “Математические модели и автоматизированное проектирование электронных приборов”. Методические указания к лабораторным работам. РРТИ. Рязань, 1993г.

4. “Многорезонаторные пролетные клистроны”. Пособие по курсовому проектированию. И. И. Зильберман, Ю. А. Кацман. Ленинград 1964г.

42