6.6. Контрольные вопросы

1. Как происходит в многорезонаторном магнетроне процесс преобразования энергии источника питания в энергию высокочастотных колебаний?

2. Каковы особенности колебательной системы магнетрона?

3. Каковы особенности колебаний магнетрона -вида?

4. Какие условия должны быть выполнены для того, чтобы в магнетроне передача энергии от электронного потока высокочастотному полю колебательной системы была эффективной?

7. Исследование митрона

Цель работы:ознакомление с устройством, параметрами, основными характеристиками митрона, а также с аппаратурой и техникой измерения характеристик.

7.1. Основные теоретические положения

7.1.1. Назначение и устройство митрона

Митрон относится к генераторам СВЧ магнетронного типа (типа М), в которых поток электронов движется под воздействием скрещенных электрического и магнитного полей. Отличительными особенностями митрона являются возможность электрической перестройки частоты в широком диапазоне частот, линейность частотной характеристики, высокий (более 40 %) КПД, компактность и малый вес. Эти достоинства обусловили широкие возможности применения митронов в современных радиоэлектронных системах. В зависимости от уровня выходной мощности они применяются в качестве гетеродинов малошумящих приемников, генераторов с быстрой перестройкой частоты, в выходных каскадах передатчиков станций заградительных помех противорадиолокационных систем и т. п. [12].

Устройство митрона позволяет рассматривать его как особую разновидность магнетронного генератора. Главными конструктивными отличиями митрона являются использование однорезонаторной низкодобротной (широкополосной) колебательной системы и размещение катода за пределами пространства взаимодействия. Эти особенности конструкции обеспечивают возможность электрической перестройки частоты в широком диапазоне частот путем изменения анодного напряжения митрона. В частности, широкополосность колебательной системы является условием сохранения интенсивности высокочастотного поля в пространстве взаимодействия при изменении частоты генерируемых колебаний. Размещение катода вне пространства взаимодействия позволяет сохранить практически неизменной величину анодного тока при изменении анодного напряжения и тем самым уменьшить изменение уровня выходной мощности при электрической перестройке частоты. Схематично типичный вариант конструкции митрона показан на рис. 7.1

Пространство взаимодействия расположено между анодной системой 1 и «холодным» катодом 6, необходимым для создания радиального электрического поля. Спиральный эмитирующий катод 3 из торированного вольфрама вместе с управляющим электродом 4 образует электронную пушку. В качестве системы 1 обычно используется встречно-штыревая структура, свернутая в кольцо. Штыревая структура укреплена на двух дисках. Число штырей зависит от рабочего диапазона генерируемых частот и колеблется у современных митронов от 2 до 18. Анодную систему 1, «холодный» катод 6 и электронную пушку, образующие переходную область 5 для электронного пучка, помещают в вакуумный баллон, ограниченный дисками 2 и тремя керамическими шайбами 7. Скомпонованная таким образом вакуумная оболочка устанавливается в широкополосной внешней колебательной системе 9 (тороидальный резонатор с собственной добротностью , не превышающей 10 единиц) между полюсными наконечниками постоянного магнита 8 так, чтобы направление силовых линий однородного магнитного поля совпадало с осью эмитирующего и «холодного» катодов.Связь колебательной системы 9 с линией передачи обеспечивается с помощью петли связи 10.