Большая Советская Энциклопедия (МА) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 28

  Типичные характеристики М. приведены на рис. 3 . М. начинает работать, когда анодное напряжение достигает значения, соответствующего началу синхронизма. С увеличением напряжения условия синхронизма улучшаются; сила тока, выходная мощность и кпд М. увеличиваются. При оптимальных условиях синхронизма кпд М. достигает максимума. Дальнейшее повышение анодного напряжения постепенно ухудшает синхронизм и сопровождается снижением кпд, несмотря на увеличение силы тока и выходной мощности.

  Лит.: Алексеев Н. Ф., Маляров Д. Е., Получение мощных колебаний магнетроном в сантиметровом диапазоне волн, «Журнал технической физики», 1940, т. 10, в. 15, с. 1297—1300; Фиск Д., Хагструм Г., Гатман П., Магнетроны, пер. с англ., М., 1948; Бычков С. И., Магнетронные генераторы, Л., 1948; Магнетроны сантиметрового диапазона, пер. с англ., под ред. С. А Зусмановского, ч. 1—2, М., 1950—51, Коваленко В. Ф., Введение в электронику сверхвысоких частот, 2 изд., М., 1955; Самсонов Д. Е., Основы расчёта и конструирования многорезонаторных магнетронов, М., 1966.

  В. Ф. Коваленко.

Рис. 3. Типичная рабочая характеристика импульсного магнетрона. Заштрихованными участками обозначены области отсутствия генерации, сплошными линиями — импульсная выходная мощность Р_и и напряжённость постоянного магнитного поля Н, пунктирными линиями — кпд (без учёта мощности подогрева катода).

Рис. 2. Виды резонаторных систем магнетрона (а — равнорезонаторная без связок, б — равнорезонаторная со связками, в — разнорезонаторная) и графики разделения их резонансных частот D=( f_p — f_n )/f_p , где f_p — частота колебаний, соответствующая p-виду колебаний, f_n — частота колебаний, соответствующая n-му номеру колебаний. В 18-резонаторном магнетроне 9-й вид колебаний является p-видом.

Рис. 1. Многорезонаторный магнетрон простейшей конструкции (слева — внешний вид; справа — разрез): 1 — анодный блок с 8 резонаторами типа «щель-отверстие»; 2 — резонатор; 3 — ламель анодного блока; 4 — связка в виде металлического кольца (второе такое же кольцо расположено на другом торце анодного блока); 5 — катод; 6 — выводы подогревателя катода; 7 — радиатор; 8 — петля связи для вывода энергии СВЧ; 9 — стержень вывода энергии СВЧ для присоединения к коаксиальной линии.

Магнетро'н коаксиа'льный, магнетрон с коаксиальным резонатором, магнетрон , в котором вокруг анодного блока расположен коаксиальный резонатор, соединённый щелями с резонаторами анодного блока. Щели, соединяющие коаксиальный резонатор с анодным блоком, прорезаются параллельно оси магнетрона в задних стенках не всех резонаторов, а через один (рис. ). М. к. применяются в наземных и бортовых радиолокационных станциях различного назначения. М. к. выпускаются для работы только в импульсном режиме как с механизмами медленной и быстрой перестройки частоты, так и на фиксированных частотах от 2 до 70 Ггц с выходными мощностями от 1 квт до 2 Мвт (в импульсе). М. к. был предложен французским инженером И. Азема в 1950 и более совершенной конструкции — американскими учёными Р. Колье и И. Фейнштейном в 1955.

  Коаксиальный резонатор в М. к.: а) повышает стабильность его работы (у М. к. уход частоты, вызванный отражением волн от нагрузки, ширина спектра частот и интенсивность боковых лепестков спектра примерно в 5 раз меньше, а уход частоты от изменения силы тока и пропуск импульсов примерно в 10 раз меньше, чем у обычного магнетрона); б) разделяет частоты равнорезонаторного анодного блока настолько, что отпадает необходимость применения связок; в) позволяет увеличить рабочую поверхность катода и анодного блока и за счёт этого снизить плотность электронного потока, увеличить долговечность М. к. в 3 — 4 раза по сравнению с обычным магнетроном; г) обеспечивает механическую перестройку частоты на 6 — 13% перемещением поршня в коаксиальном резонаторе без существенного изменения выходной мощности.

  Лит.: Электронные сверхвысокочастотные приборы со скрещенными полями, пер. с англ., под ред. М. М. Федорова, т. 2, М.,1961, с. 119 — 29.

  В. Ф. Коваленко.

Схема коаксиального магнетрона: а — вид системы резонаторов; б — вид в поперечном сечении; 1 — резонаторы анодного блока; 2 — коаксиальный резонатор; 3 — щели, соединяющие резонаторы анодного блока с коаксиальным резонатором; 4 — поршень коаксиального резонатора для перестройки частоты; 5 — окно для вывода мощности колебаний СВЧ; 6 — катод; 7 — полюсные наконечники магнита.

Магнетро'н, настра'иваемый напряже'нием , генераторный прибор магнетронного типа, рабочая частота которого в широком диапазоне изменяется пропорционально анодному напряжению. Его иногда называют митроном. Явление перестройки частоты магнетрона напряжением впервые обнаружили в 1949 американские инженеры Д. Уилбур и Ф. Питерс. Ими же в 1950 был предложен М., н. н., с центральным катодом и в 1955 — с вынесенной в торец электронной пушкой. М., н. н., выходной мощностью до 1 вт широко применяются в измерительной радиоаппаратуре, в гетеродинах широкополосных радиоприёмников с быстрой перестройкой частоты и в качестве задающих генераторов в радиолокационных станциях, 1—10 вт — в радиовысотомерах, телеметрической аппаратуре и других устройствах, где требуется режим частотной модуляции в широкой полосе генерируемых частот, свыше 10 вт — в широкополосных радиопередатчиках, телевизионных и телеметрических устройствах бортовых систем и других. В 50—60-х годах 20 века было выпущено много типов М., н. н., работающих на частотах 0,2—10 Ггц . М., н. н., с выходной мощностью до 1 вт (включительно) имеют диапазон перестройки частоты примерно 1—1,5 октавы, 1—10 вт — до 50% от средней частоты, 10—500 вт — до 10—20%. Кпд маломощных М., н. н., как правило, не превышает 10%, а наиболее мощных достигает 70%.

  От обычного многорезонаторного магнетрона М., н. н., отличается пониженной добротностью колебательной системы и уменьшенной силой электронного тока в пространстве взаимодействия. Колебательная система М., н. н. (рис .), представляет собой цилиндрический анод, выполненный в виде встречных штырей, встроенных в объёмный резонатор , или отрезок линии, например отрезок радиоволновода , полосковой линии и др. Уменьшение силы тока в пространстве взаимодействия М., н. н., достигается либо путём недогрева катода (ограничение эмиссии электронов температурой), либо применением торцевой электронной пушки и заменой центрального эмитирующего катода неэмитирующим электродом. Распространён второй способ, так как он позволяет посредством управляющего электрода изменять силу тока и, следовательно, мощность М., н. н. Так же, как и в многорезонаторном магнетроне, при генерировании колебаний электронные сгустки движутся с такой тангенциальной скоростью, что за один полупериод колебаний перемещаются на расстояние, равное шагу анодной штыревой системы. Это условие синхронизма выражается следующей линейной зависимостью между анодным напряжением U_a (в ) и рабочей частотой f (Ггц )

где В — индукция магнитного поля (гс ); N — число штырей; r_a и r_k — соответственно радиусы анода и центрального неэмитирующего электрода (см ).