МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра МВЭ

отчет

по лабораторной работе №5

по дисциплине «Микроволновая электроника»

Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЛАМПЫ ОБРАТНОЙ ВОЛНЫ

Студенты гр.
Преподаватель		Репин В.А.

Санкт-Петербург

Цель работы

Ознакомление с принципом действия и устройством лампы обратной волны (ЛОВ) типа «О» и исследование ее выходных характеристик.

Основные характеристики ЛОВ

ЛОВ целесообразно использовать в качестве перестраиваемого генератора СВЧ-колебаний малой и средней мощности. Диапазон перестройки определяется следующим отношением:

,

где ω_макс, ω_мин – максимальная и минимальная частота генерации, – средняя (центральная) частота диапазона.

Важным параметром является крутизна электронной настройки

показывающая степень перестройки по частоте.

Изменение тока луча I₀ несущественно, но все же влияет на частоту генерации. Такое явление, которое можно характеризовать некоторой крутизной, называется электронной подстройкой:

Важнейшим параметром для ЛОВ является КПД

где P_ – мощность СВЧ-колебаний.

В эксплуатационных характеристиках указывается также минимальный (пусковой) ток I_0пуск , при котором начинается генерация.

На работу ЛОВ в тракте СВЧ оказывает влияние уровень отражений от нагрузки, особенно в тех случаях, когда согласование ЗС на коллекторном конце сделано некачественно. Возникает явление затягивания частоты, что в первую очередь проявляется в неравномерности зависимости выходной мощности P_ от частоты.

Описание измерительной установки

Блок-схема установки показана на рис. 1.

Рис. 1. Блок-схема установки

Рис. 2. Электрическая схема

Питание на ЛОВ 1 подается с двух источников: Б7-3 (накал, первый анод) и Б1-4 (катод). Сигнал, генерируемый ЛОВ, поступает через переход 2 в направленный ответвитель 3. Часть мощности падающей волны с помощью детекторной секции 4 поступает на индикатор или вертикальный вход осциллографа 6 (основная доля мощности рассеивается в оконечном аттенюаторе 5), после которого сигнал попадает на волномер 7. (Для формирования частотной метки подается сигнал от волномера на горизонтальный вход осциллографа.)

Обработка результатов эксперимента

1. Экспериментальные зависимости выходной мощности лов и частоты генерации от ускоряющего напряжения для трёх токов луча.

Таблица 1. Результаты эксперимента

I = 35 мА
f, МГц	1070	1260	1430	1570	-
P, мВт	61	141	162	21	3
Uуск, В	200	300	400	500	600
I = 40 мА
f, МГц	1054	1270	1420	1540	-
P, мВт	69	181	228	177	3
Uуск, В	200	300	400	500	600
I = 45 мА
f, МГц	1060	1260	1420	1540	1630
P, мВт	82	204	264	210	0
Uуск, В	200	300	400	500	600

Рис. 3. Зависимость мощности от ускоряющего напряжения

Рис. 4. Зависимость частоты генерации от ускоряющего напряжения

Также построим зависимость пускового тока от напряжения.

Таблица 2.

Iпуск, мА	14	19	25	35	37
U, В	200	300	400	500	600

Рис. 5. Зависимость пускового тока от ускоряющего напряжения

2. Произведем расчет значений кпд.

Таблица 3

I = 35 мА
P, мВт	61	141	162	21	3
Uуск, В	200	300	400	500	600
η, %	0,87	1,34	1,16	0,12	0,01
I = 40 мА
P, мВт	69	181	228	177	3
Uуск, В	200	300	400	500	600
η, %	0,86	1,51	1,43	0,89	0,01
I = 45 мА
P, мВт	82	204	264	210	0
Uуск, В	200	300	400	500	600
η, %	0,91	1,51	1,47	0,93	0,00

Пример расчета:

Рис. 6. Зависимость КПД от ускоряющего напряжения