3. Рассчитаем крутизну электронной настройки и подстройки.

Таблица 4. Расчет значений крутизны электронной настройки

I, мА	U1уск, В	U2уск, В	f1, МГц	f2, МГц	, МГц/В
35	200	500	1070	1570	10,47
40	200	500	1054	1540	10,18
45	200	500	1060	1540	10,05
45	200	600	1060	1630	8,95

Расчет проводился для U_1уск = 200 В и U_2уск = 500 В для трех значений токов луча, т.к. для таких значений токов луча у нас есть значения частот. Только для I = 45 мА есть значение U_2уск = 600 В, поэтому для данного значения был проведен отдельный расчет.

Пример для I = 35 мА:

Таблица 5. Расчет значений крутизны электронной подстройки

U, В	I1, мА	I2, мА	f1, МГц	f2, МГц	, МГц/В
200	35	45	1070	1060	-6,28
300	35	45	1260	1260	0
400	35	45	1430	1420	-6,28
500	35	45	1570	1540	-18,85

Пример для U = 200 В:

4. Построим дисперсионную зависимость замедляющей системы.

Таблица 6.

I = 35 мА
U, В	200	300	400	500	600
f, МГц	1070	1260	1430	1570	-
Vф*10^-6, м/с	8,39	10,27	11,86	13,26	14,53
c/Vф	35,77	29,21	25,30	22,62	20,65
λ, м	0,2804	0,2381	0,2098	0,1911	-
I = 40 мА
U, В	200	300	400	500	600
f, МГц	1054	1270	1420	1540	-
Vф*10^-6, м/с	8,39	10,27	11,86	13,26	14,53
c/Vф	35,77	29,21	25,30	22,62	20,65
λ, м	0,2846	0,2362	0,2113	0,1948	-
I = 45 мА
U, В	200	300	400	500	600
f, МГц	1060	1260	1420	1540	1630
Vф*10^-6, м/с	8,39	10,27	11,86	13,26	14,53
c/Vф	35,77	29,21	25,30	22,62	20,65
λ, м	0,2830	0,2381	0,2113	0,1948	0,1840

Рис. 7. Дисперсионная зависимость в координатах V_ф = f(U)

Рис. 8. Дисперсионная зависимость в координатах c/V_ф = f(λ)

5. Оценка величины R_св.

Теперь возьмем значения из предыдущих расчетов.

Тогда

6. Оценка величины продольной составляющей электрического поля.

Расчет производится вновь при значении , соответственно и

Итоговая формула:

Выводы

Этой лабораторной работе были посчитаны значения КПД для трёх токов луча. По графику видно, что максимум для всех трёх лучей приходится на ускоряющее напряжение в 300 В. Выходная мощность пропорциональна напряжению и разнице между рабочим и пусковым токами. Выходная мощность растёт из-за увеличения подводимой мощности, но после некоторого значения напряжения, на котором наблюдается максимум, выходная мощность начинает уменьшаться. Это связано с уменьшением разницы между рабочим и пусковым токами.

В эксперименте при увеличении тока луча наблюдается повышение КПД, что связано с зависимостью мощности от напряжения. Из-за довольно большого шага в 100 В может быть не совсем точно определен максимум, соответственно и сопротивление связи со значением продольного электрического поля могут иметь значение несколько больше посчитанного.

Получена зависимость пускового тока от ускоряющего напряжения. Наименьший ток луча, то есть пусковой ток, необходимый для начала генерации, растет с увеличением ускоряющего напряжения. С увеличением напряжения растет фазовая скорость обратной волны, а для соблюдения условия синхронизма должна вырасти и скорость пучка электронов. То есть должен быть больше ток.

С ростом напряжения в этой лабораторной работе мы наблюдали увеличение частоты генерации, также мы знаем, что для каждого основного типа колебаний (который зависит от частоты) существует свой пусковой ток. При включении лампы основной тип колебаний возбуждается первым и подавляет остальные виды колебаний с бόльшими значениями пускового тока.

Была построена дисперсионная зависимость. По значениям видно, что фазовая скорость зависит от ускоряющего напряжения, притом с увеличением напряжения растет и фазовая скорость. Также можно заметить, что для всех трёх токов луча получается при одинаковом ускоряющем напряжении одинаковые скорости.

Выводы

В ходе лабораторной работы мы ознакомились с принципом действия и устройством лампы обратной волны (ЛОВ) типа «О» и исследовали её выходных характеристики.

Были построены зависимости выходной мощности ЛОВ и частоты генерации от ускоряющего напряжения для трёх токов луча. Можно заметить, что выходная мощность имеет ярко выраженный максимум при ускоряющем напряжении (U = 400 В), а частота генерации с ростом напряжения увеличивается и не зависит от токов луча, так как графики накладываются друг на друга. С увеличением ускоряющего напряжения будет расти скорость потока электронов, что приводит к изменению генерируемой частоты в соответствии с дисперсионной зависимостью используемой замедляющей системы.С помощью управляющего напряжения можно добиться синхронизма между электронами и одной из замедляющих обратных волн (V_e = V_ф). Тогда электроны, поочерёдно проходя мимо неоднородностей, встречают тормозящее электрическое поле высокочастотного колебания, что приводит к тому, что часть кинетической энергии пучка передаётся СВЧ-полю замедляющей системы.

Также были рассчитаны значения КПД для трёх токов луча. На (рис.6) видно, что максимум для всех трёх лучей приходится на ускоряющее напряжение в 300 В. Кроме того, были рассчитаны значения крутизны электронной настройки и подстройки. Была построена дисперсионная зависимость, на которой видно как возрастает фазовая скорость с ростом напряжения, причём эта зависимость не изменяется при других токах лучей.

Выводы

В лабораторной работе мы исследовали выходные характеристики лампы обратной волны (ЛОВ). Устанавливая ток луча постоянным (35, 40 и 45 мА), мы получили зависимости выходной мощности и частоты генерации от ускоряющего напряжения. Построенные графики позволяют сделать вывод, что максимальную мощность лампа выдает на напряжении около 400 В, причем величина максимума регулируется током луча. Частота генерации нелинейно растет с увеличением ускоряющего напряжения, а с некоторого напряжения может достичь максимального значения (насыщения). Ток луча частоту не смещает.

Чем больше подается ускоряющее напряжение, тем выше пусковой ток лампы.

При разных напряжениях мы оценили КПД как отношение мощности колебаний к полной. С увеличением напряжения КПД падает. Он также имеет максимум приблизительно на 300 В, не совпадающий с максимумом мощности, измеренным на 400 В. Чтобы рассчитать крутизну электронной настройки и подстройки, мы выбирали фиксированные напряжения ускорения и токи луча, для которых были сняты частоты. Крутизна нулевая на 300 В, слева и справа от точки растет (в отрицательную область).

Были построены дисперсионные зависимости, показывающие, что фазовая скорость растет с увеличением напряжения ускорения. Ток луча на скорость не влияет, также как и на частоту, что было показано ранее.

Выводы

В процессе выполнения лабораторной работы мы изучили принцип работы и устройство лампы обратной волны (ЛОВ) типа «О» и проанализировали её выходные характеристики. У выходной мощности есть выраженный пик при ускоряющем напряжении 400 В, а частота генерации увеличивается с ростом напряжения и не зависит от тока луча, так как графики накладываются.

Также был посчитан КПД для трёх токов луча. График показывает, что максимальное значение для всех трех кривых достигается при ускоряющем напряжении 300 В. Мы также рассчитали значения крутизны электронной настройки и подстройки. Построенная дисперсионная зависимость демонстрирует, как фазовая скорость увеличивается при росте напряжения, притом эта зависимость не зависит от тока луча.