Завдання 3

I. Для кожного з варіантів роботи задаються параметри розрахунку:, представлені в табл. 10:

• необхідна частота генерованих коливань f;

• напруга джерела живлення, що визначає напруга на резонаторі U_рез;

• поздовжній розмір клістрона по відстані D між зазором резонатора й відбивачем;

• діаметр електронного потоку, що відповідає внутрішньому розміру резонатора 2 а;

• один зі способів механічної перебудови частоти клістрона - по зміні ширини зазору d (додатково виробляється зміна розмірів резонатора h і а в межах 0,25 від вихідних значень).

Таблиця 11. Вихідні дані для проведення розрахунків:

Частота f , ГГц	Напруга на резонаторі U рез , В	Поздовжній розмір резонатора D , мм	Діаметр електронного потоку 2 a , мм
3,5	450	5,0	7,5

II. Визначаються зони генерації коливань по напрузі на відбивачі послідовно для значень п = 0,1,2..., при яких U_відб < 0. При цьому максимальна кількість зон генерації, з урахуванням зони п = 0, відповідає представленій вище оцінці п_макс.

Скористаємося формулою залежності швидкості електрона від напроги резонатора:

(м/с)

Відповідно кількість зон генерації при заданих значеннях напруги на резонаторі U_рез, обраної частоти f і відстані D, швидкості визначається значеннями п, при яких U_відб < 0. Цю умову спрощено можна представити у вигляді: ,

n=6

Ширину зазору резонатора виберемо із умови оптимальності кута прольоту зазору , вважаючи , тоді

d=0,00135 м

Для знаходження напруги на відбивачі скористаємося співвідношенням :

,

де D - відстань між резонатором і відбивачем;

- швидкість немодульованого електрона в зазорі резонатора;

d - ширина зазору резонатора;

f – частота

U_рез – напруга на резонаторі

Шляхом перетворення отримаємо наступну формулу:

Таблиця 12:

n	0	1	2	3	4	5
U відб, В	-6227,6	-1371,2	-604,4	-292,0	-122,4	-15,9

III. Визначається оптимальна ширина зазору d резонатора й виконуються обчислення його поздовжнього розміру h . По цій же формулі визначається діапазон механічної перебудови частоти клістрона по заданій зміні розмірів резонатора й ширини зазору.

Скористаємося формулою: , де

с – швидкість світла

a, b – параметри форми резонатора

d – ширина зазору

h – повздовжній розмір резонатора

Перетворивши формулу отримаємо

h=0,143 м

Змінюючи параметри а, h в межах +/- 25% та ширину зазору d в межах +/- 30% можна механічно перебудувати частоту клістрона у межах:

Δd ≈ 0,3; d=0,0004 (м); Δa ≈ 0,25; a=0.00093 (м) та Δh ≈ 0,25; h=3,58*10^-2 (м).

Таблиця 13:

	0	delta +	delta -
f(h)	3,50E+09	3,13E+09	4,04E+09
f(d)	3,50E+09	3,99E+09	2,93E+09
f(a)	3,50E+09	3,80E+09	3,40E+09

Таблиця 14:

f(h)	(3,13-4,04) Ггц
f(d)	(2,93-3,99 Ггц
f(a)	(3,40-3,80) Ггц

Теоретична частина

1. Опишіть умови еквівалентності діодів і ламп із сітками.