CCF20090228007

©

Katoda

Rys. 4.1. Uproszczony przekrój klistronu refleksowego.

2)    Macierz współczynników rozproszenia: wykresy na wykresie Sinith’a i wykresach współczynnika transmisji lub dane stabełaryzowanc w użytecznym zakresie częstotliwości tranzystora (czasem w kilku punktach pracy tranzystora).

3)    Charakteryzacja w postaci nieliniowego układu zastępczego (postać układu jak w p.l, jednak część elementów jest opisywana równaniami pokazującymi zależność od napięć lub prądów). Ten sposób charakteryzacji tranzystorów jest niezbędny w przypadku programów analizujących zjawiska i procesy nieliniowe w tranzystorze.

4)    Tranzystory do wzmacniaczy o małych szumach dodatkowa charakteryzacja w postaci wykresów lub stabclaryzowanych wartości czterech parametrów szumowych.

4. Najważniejsze przyrządy próżniowe do generacji mikrofal 4.1. Klistron refleksowy (Rys. 4.1)

Kłistrony refleksowe można przestrajać mechanicznie w zakresie od ± 10 % częstotliwości środkowej do oktawowego (zależnie od częstotliwości i konstrukcji) przez zmianę wymiarów rezonatora oraz elektronicznie (w znacznie węższym paśmie częstotliwości) przez zmianę napięcia reflektora. Dzięki tej ostatniej właściwości możliwa jest modulacja częstotliwości klistronu oraz jego wykorzystanie w układach automatycznej regulacji częstotliwości.

Wadą Idistronów refleksowych jest klopotli.wc zasilanie (wysokie napięcia zasilające, katoda na wysokim potencjale) i ograniczona trwałość zaś zaletą - dobre właściwości szumowe i możliwość wykorzystania tej zasady generacji mikrofal aż do częstotliwości, przekraczających 150 Gilz. Moc sygnału generowanego przez kłistrony zależy od częstotliwości i przeznaczenia. Na ogól nic przekracza ona kilkuset mW a w przypadku kiistro-nów stosowanych jako oscylatory lokalne odbiorników - kilkudziesięciu mW.

4.2. Magnetrony synchroniczne

Magnetrony są to diody próżniowe przeznaczone do genracji bardzo dużych inocy (pod tym względem są w zakresie mikrofal bezkonkurencyjne). Przekrój inagnctronu przedstawia Rys. 4.2.

Zasada działania:

Magnetrony są lampami v,ykorzystującymi skrzyżowane stale pole elektryczne i magnetyczne. Zgodnie z Rys. 4.3, stale ■ pole elektryczne przyspiesza elektrony emitowane przez katodę. Według „reguły lewej ręki” (pole - przyczyna - skutek ) Stale pole magnetyczne skierowane prostopadle do powierzchni kartki powoduje (dzięki istnieniu przyczyny - prostopadle skierowanej prędkości) • skutek w postaci prostopadle skierowanej siły zakrzywiającej tor elektronu. Elektron wpada .

Zasada działania:

-    stale pole elektryczne pomiędzy anodą a rezonatorem przy spieszą jednorodny strumień elektronów;

-    strumień ten dociera do rezonatora cylindrycznego wykonanego częściowo z siatki o b.drobnych oczkach, przez które elektrony przenikają do rezonatora;

-    elektrony wzbudzają między ściankami rezonatora napięcie zmienne U_n które zależnie od chwilowego znaku przyspiesza lub opóźnia elektrony;

-    w rezultacie elektrony wybiegające z rezonatora mają zróżni- ■ cowaną prędkość początkowy;

-    elektrony wpadają w obszar pola hamującego pomiędzy rezonatorem a reflektorem, są hamowane, zawracane do rezonatora a jednocześnie grupowane;

-    jeżeli większość zgrupowanych elektronów powraca w obszar rezonatora w czasie, kiedy napięcie U_r je hamuje, to oddają one swoją energię polu hamującemu. W ten sposób energia pola stałego zużyta na przyspieszenie elektronów zostaje przekazana polu mikrofalowemu generowanemu w klistro-nic w obszarze rezonatora. W rezultacie dochodzi do samo-wzbudzenia klistronu przy częstotliwości rezonansowej rezonatora. W celu skorzystania z energii wygenerowanych drgań trzeba wprowadzić do rezonatora nie narysowaną sondę, np. w’ postaci pętelki stanowiącej zakończenie miniaturowej linii współosiowej.

Warunkiem samowzbudzenia klistronu refleksowego jest przewaga liczby elektronów? oddających energię rezonatorowi nad elektronami pobierającymi od niego energię (tj. przyspieszanymi przez pole w rezonatorze). Osiąga się to m.inn. przez dobór takiego napięcia reflektora, przy którym zachodzi najkorzystniejsze grupowanie elektronów powracających do rezonatora z obszaru między reflektorem a rezonatorem.

Rys.-ą,3, .Przykład toru ruchu elektronu pod wpływem pól stałych oraz hamującego zmiennego pola elektrycznego.

jednocześnie w obszar zmiennego pola elektrycznego, które powinno w tym momencie mieć zwrot powodujący hamowanie elektronu. To z kolei powoduje spadek prędkości elektronu, zanik siły zakrzywiającej jego tor i zapoczątkowanie nowego cyklu: przyspieszanie przez stale pole elektryczne-zakrzywianie toru - hamowanie przez pole zmienne.

Warunkiem samowzbudzcnic i dużej sprawności magnetro-nu jest osiągnięcie synchronizinu zmian kierunku pola "wytwarzanego przez rezonatory oraz średniej prędkości kątowej elektronów. Wówczas elektron (tzw. „elektron korzystny”) jest wielokrotnie wykorzystywany jako środek przekazywania energii pola stałego polu zmiennemu. Są również elektrony niekorzystne, które są przyspieszane przez pole zmienne. Ich tor podlega dodatkowemu zakrzywieniu i ostatecznie powracają do katody. W magnetronie może zaistnieć kilka rodzajów pola.