-1-0-

На рис. 12.4 схематически показаны два резонатора клистрона и соединяющая их пролетная труба и обозначены геометрические размеры. Зазоры резонаторов мощных клистронов, как правило, бессеточные. Обычно в справочных данных не приводятся значения параметров Гт, Гп и d. Если имеется чертеж прибора, то ве-Схематический личина Lo может быть определена как ;Sr?a расстояние между центрами ортанов на-клистрона С11ройки соседних резонаторов. В против-

ном случае ее также нужно уметь рас-считат1>.

Геометрические размеры клистрона определяются рядом взаимосвязанных условий. Коэффициент электронного взаимодействия бессеточного зазора

Рж. 12 4

(12.6)

i Рг--рТ" Г

Здесь /о - функция Бесселя первого рода нулевого порядка; /о и h - модифицированные функции Бесселя нулевого и первого порядка. Параметр, называемый фазовой постоянной электронного потока, в рад/м

постоянная скорость электронов

(12.7)

На рис. 12 5 приведены графики зависимостей pd и Рг от геометрических параметров.

В настоящее время отсутствуют достаточно точные аналитические методы расчета характеристических сопротивлений резонаторов клистронов. Соотношение оценочного характера имеет следующий вид:

(12.8)

р==1оо(?Г .

Усиление клистрона пропорционально величине (рр) п - число резонаторов. Размеры Гц, г, и d выбираются так, чтобы получить максимально возможную величину рр. Если уменьшать d, то увеличивается, а р падает из-за увеличивающейся емкости зазора. Поэтому обычно величина d выбирается такой, что параметр yd близок х одному радиану.

В клистронах большой мощности зазор выходного резонатора приходится иногда выбирать большим, исходя из условий элек

тричеокой прочности. Ориентировочно можно считать, что допустимый средний градиент напряжения ннут!ри прибора Unld = = 100 кВ/см. Амплитуда высокочастотного напряжения на выходном зазаре в режиме максимальной мощности t/n?»l,2£a. Поэто-

0.8-

OS 1,0 1,5

Рис 12 5 Зависимости коэффициентов Ра от уе(") и Рг и Рг от уе"т при

различных Гп/гт

му величина d должна выбираться в соответствии с неравенством

[и„]>0.12£,;СкВГ

(12.9)

[„мз = 2,98

(12.10)

а при заданном значении -ed - с помощью формулы

7«)[радзУаЛГ[кВ] /[ГГц]

Для определения d удобно использовать номограмму, приведенную на рис. 12.6. Если при е=1 параметр d по ф-ле (12.10) окажется больше, чем по ф-ле (12.9), то эту величину и следует использовать в дальнейших расчетах. В противном случае нужно увеличить параметр у, взяв значение из ф-лы (12.9).

Выбор радиусов пролетной трубы и электронного потока влияет на величину коэффициента взаимодействия и характеристического сопротивления резонаторов. Кроме того, от значения Гп зависит плотность тока /о = /о/лг2п, что, в свою очередь, определяет площадь катода и коэффициент сжатия электронного потока (обычно площадь катода в 10-100 раз больше площади поперечного сечения электронного потока). По мере роста Гт и Гп параметры Рг, р и /о уменьшаются. Уменьшение первых двух параметров приводит к падению усиления, полосы и КПД прибора, тогда как при уменьшении /о облегчаются требования к конструкции катода. Целесообразно иметь значенце ует, лежащее в пределах от 0,5 ло 1 рад (меньшее число относится к приборам дециметрового

мм «(7-1

в -г

г ~-1

0,6-

ГГц ОЛ

BO-Z

20-15--

zO,B 1

6 -J

Ключ H номограмме.

Рис 12 6 Номограмма для определения d

диапазона, большее - сантиметрового). Работа клистрона при YeTl.S становится «еэффективиой.

Выбрав величину уГх, следует (проверить, не превысит ли /о. допустимые значения. Плотность тока катода может достигать в> непрерывном режиме тфимерно 2 A/cм. С учетом предельных значений коэффициента сжатия плотность тока в элеитронноад потоке не должна превышать 200 А/см. Величина коэффициента заполнения Гц/Гт, как правило, точно не известна. Принято считать, что у клистронов большой мощности Гп/Гт = 0,6-ь0,8, средней мощности /•п -т=0,5-=-0,7, малой мощности /п/т = 0,4-т-0,6. Меньшие числа относятся к клистронам сантиметрового диапазона, большие - дециметрового.

Если по заданным значениям уеГ и уеп определить Гт и Гп с помощью ф-лы (12.10), где достаточно заменить d на Гт или Гп, или номограммы рис. 12.6, то величину /о можно найти по формуле

см> J

(12.11>

20 к 15-

10- 8 Б-

if-Г

2-\5