«лэти» им. В. И. Ульянова (Ленина) (СПбгэту «лэти»)


ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЗДАНИЯ И



Pdf просмотр
страница6/23
Дата27.05.2018
Размер1.12 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЗДАНИЯ И
КОНСТРУКЦИЯ МАГНЕТРОНА

1.1 Магнетрон и его нагрузочные характеристики
Впервые созданные советскими учеными импульсные многорезонаторные магнетронные генераторы СВЧ колебаний получили широкое распространение в связи с развитием радиолокации.
Магнетрон - это прибор с размером в теннисный мяч. Его оболочка представляет собой разреженное пространство, где с огромной скоростью движутся электронные вихри, что создает вихревое движение электронов, прибор помещают между полюсами сильного магнита или электромагнита. Отсюда и название - магнетрон.[1]
Внешне магнетроны разных производителей очень похожи между собой. Он представляет собой электровакуумный диод, основой служит анодный медный блок, внутри которого находятся восемь объемных цилиндрических резонаторов, представляющих собой колебательную систему магнетрона (Рис. 1.1).
Рисунок 1.1

Конструкция магнетрона
Генерируемая частота зависит от их размеров. Магнетроны могут работать на различных частотах от 0,5 до 100 ГГц, с мощностями от нескольких Вт до десятков кВт в непрерывном режиме, и от 10 Вт до 5 МВт в


10 импульсном режиме при длительностях импульсов в основном от долей до десятков микросекунд. В центре анодного блока находится катод, подогреваемый нитью накала. Между анодом и катодом прикладывается импульсное напряжение, оно создает импульсное электрическое поле, направленное от анода к катоду. Снаружи анодного блока находятся кольцевые магниты, создающие однородное постоянное магнитное поле, силовые линии которых проходят вдоль катода (см. рис. 1.1).
В процессе работы магнетрон выделяет большое количество тепла. Для исключения перегрева его анода, вокруг него установлен радиатор в виде пластин. Пластины охлаждаются (обдуваются) специальным вентилятором. В месте соединения магнетрона с источником питания находится металлическая коробочка, выполняющая функцию экрана, внутри нее — заградительный СВЧ фильтр, не пропускающий частоту в цепи питания (рис. 1.2).[1]
Рисунок 1.2

Внешний вид магнетрона
На рисунке 1.3, изображен фильтр, который состоит из двух проходных высоковольтных конденсаторов и двух дросселей с ферритами. Между штырями переходной колодки фильтра также существует емкость
(изображена пунктиром), но она существует благодаря взаимно близкому расположению двух штырей и их проходных конденсаторов, т.е. отдельного
(третьего) конденсатора там нет.[2]


11
Рисунок 1.3

Схема фильтра
Блок питания магнетрона, предназначен для выработки необходимых питающих напряжений для магнетрона, а именно анодного напряжения при токе и напряжение накала. Его основные высоковольтные элементы: трансформатор, конденсатор вольтодобавки и диод. Два последних элемента удваивают напряжение высоковольтного трансформатора. Это высокое напряжение необходимо иметь на аноде магнетрона для его нормальной работы.
Сам процесс удвоения напряжения подробно показан на рисунке 1.4 а — д. На них показаны амплитудные напряжения блока питания, которые больше действующего напряжения в
1,41 раза.[3]
В первый полупериод высокое напряжение (V=2800 В) с трансформатора (см. рис. 1.4, а, б) через открытый диод VD1 заряжает конденсатор С1 (см. рис. 1.4, а, в). При этом напряжение на магнетроне равно нулю (см. рис. 1.4, г), так как открытый диод VD1 шунтирует его. Во втором полупериоде диод VD1 закрывается (см. рис. 1.4, д) и к магнетрону сразу прикладывается напряжение конденсатора, а затем добавляется напряжение отрицательного полупериода высоковольтной обмотки трансформатора ТР1
(см. рис. 1.4, г, д). Эти два напряжения суммируются, тем самым создают на


12 магнетроне высокое рабочее напряжение. Диаграмма их взаимодействия показана на рисунке 1.4, б-г.
Рисунок 1.4

Схема блока питания
При достижении на аноде магнетрона U
действ
=3800...4000 В (U
ампл
=
5350...5800 В) магнетрон входит в рабочий режим, то есть генерирует частоту 2450 МГц (частота бытовых печей). При уменьшении напряжения на магнетроне ниже порового значения, магнетрон прекращает генерацию, а в конце отрицательной полуволны оно снижается до нуля, по причине уменьшения амплитуды напряжения высоковольтной обмотки трансформатора и разряда конденсатора вольтодобавки.
В процессе рассмотрения эксплуатационных свойств магнетронов их разделяют по характеристикам на две группы:
1.
Снятие вольтамперных характеристик при неизменной нагрузке, соответствующей режиму согласования выходного устройства магнетрона, полученные таким образом характеристики относятся к первой группе. Для снятия характеристик
 


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница