5 Изучаемый клистрон

Изучаемый отражательный клистрон К-19 является серийным клистроном, имеет конструкцию, рассчитанную на включение в волноводный тракт и относится к виду клистронов с внутренним резонатором.

Конструктивно клистрон состоит из металлокерамического корпуса с расположенным внутри него резонатором (рисунок 5).

Рисунок 5 – Изучаемый клистрон

Внутри корпуса 1 смонтированы три основные части прибора: электронная пушка 2, отражатель 3, сетки 4, являющиеся анодом. Вывод энергии из резонатора 5 осуществляется петлёй связи 6, заканчивающейся линией 7 на цоколе лампы. Эта коаксиальная линия 7 вставляется в отверстие широкой стенки волновода и является возбуждающей антенной. Механическая настройка частоты осуществляется изменением частоты резонатора с помощью винта 8.

Клистрон К-19 имеет мощность до 10мВт на частоте 10ГГц. Механическая перестройка может осуществляться в диапазоне 1500МГц, а электрическая - в диапазоне 100МГц.

6 Описание экспериментальной установки

Изучение работы отражательного клистрона производится на установке, функциональная схема которой показана на рисунке 6.

1 - источник питания; 2 - клистрон К-19; 3 - коаксиальная линия; 4 - прямоугольный волновод сечением 23 х 10 мм; 5 - ферритовый вентиль; 6 - аттенюатор; 7 - ваттметр МЗ-41; 8 - осциллограф С1-20 ;9 - волномер 35 ИМ; 10 - коаксиалъно-волноводный переход

Рисунок 6 – Структурная схема лабораторной установки

Источник питания обеспечивает подачу на электроды клистрона (анод и отражатель) необходимых напряжений, величины которых могут плавно регулироваться и измеряться.

Рабочее напряжение накала клистрона равно 6,3В.

СВЧ мощность, генерируемая клистроном, поступает через ферритовый вентиль, обеспечивающий необходимую развязку, на измеритель мощности МЗ-41. Часть мощности ответвляется на волномер 35 ИМ и на осциллограф CI-20.

Для наблюдения зон генерации на экране осциллографа с помощью тумблера МОДУЛЯЦИЯ на блоке питания подаётся синусоидальное напряжение на отражатель клистрона. Этим же напряжением производится развёртка осциллографа. На вход вертикального отклонения луча поступает сигнал с детектора.

7 Указание мер безопасности

Внимание!

При подготовке рабочего места и выполнении работы необходимо руководствоваться правилами, изложенными в "Инструкции по технике безопасности для студентов при работе в учебной лаборатории".

Изучить раздел "Указания мер безопасности " в "Техническом описании и инструкции по эксплуатации" к каждому прибору, входящему в установку и руководствоваться им при работе.

8 Подготовка к измерениям

Ознакомиться с приборами по "Техническому описанию и инс­трукции по эксплуатации". Включить приборы в сеть и подготовить их к работе согласно инструкциям.

Тумблер ВЫСОКОЕ блока питания включать через 10мин. после включения тумблера СЕТЬ.

9 Проведение измерений

1) Провести визуальное наблюдение зон генерации. Для этого на блоке питания при выключенном тумблере МОДУЛЯЦИЯ установить напряжение на отражателе 250 - 350В. Затем включить на блоке питания тумблер МОДУЛЯЦИЯ. Тумблер на волномере поставить в положение ОСЦИЛЛОГРАФ. Меняя напряжение на аноде, добиться изображения зон генерации на экране осциллографа. Зарисовать их.

Выключить осциллограф.

Тумблер МОДУЛЯЦИЯ поставить в положение . ВЫКЛ.

2) Измерить зависимость мощности Р и частот f генерируемого сигнала от напряжения на отражателе при постоянном напряжении на аноде U_a = 370В .

Напряжение на отражателе U_отр менять от более отрицательных к менее отрицательным значениям. Измерение мощности Р и длин волн λ произвести в трёх точках нулевой зоны генерации, соответствующих значениям мощности Р_max 0.5Р_max в соответствии с рисунком 4. Мощность измерить в микроваттах ваттметром МЗ-41 в режиме НГ. Длины волн λ измерить в сантиметрах волномером 35 ИМ, затем посчитать соответствующие частоты по формуле f = с/λ, где с = 2.988*10¹⁰см/с ­- скорость света в вакууме.

Результаты измерений занести в таблицу.

Таблица 1. Результаты измерений при U_а = const

P, мкВт	Uотр, В	Отсчёт волномера n1	Отсчёт волномера n2	Длина волны λ= n2- n1,мм	Частота f,ГГц

3)Измерить значения U_отр, при которых генерируемая мощность становится равной нулю.