XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Для реализации поставленной задачи на необходим клистрон которой имеет волноводный выход. Таким клистроном является К-54, который применяется для работы в СВЧ диапазоне в радиотехнической аппаратуре различного назначения. Отражательный клистрон имеет один резонатор, дважды пронизываемый электронным потоком. Возвращение электронов осуществляется с помощью отражателя, находящегося под отрицательным постоянным потенциалом по отношению к катоду. Таким образом, резонатор играет роль группирователя при первом прохождении электронов и роль выходного контура при втором прохождении.

Рис.1.Схема и принцип работы отражательного клистрона.

Промежуток между резонатором и отражателем играет роль пространства дрейфа, где модуляция электронного потока по скорости переходит в модуляцию по плотности. Для того чтобы клистрон мог генерировать СВЧ-колебания, необходимо, чтобы сгустки электронного потока, сформированные при первом прохождении сквозь резонатор, проходили через резонатор при обратном движении в те моменты, когда в нём имеется тормозящее высокочастотное электрическое поле. рис.1[1]. Вид клистрона приведён на рис.2а, б.

а б

Рис.2.Клистрон К-54.а. Общий вид. б. Вид со стороны волноводного выхода.

На основе выбранного прибора разработаем модель СВЧ –генератора с использованием школьного учебного оборудования. Для этого нам необходимо ознакомиться с паспортными данными данного прибора.

По паспорту отражательный клистрон К-54А имеет; Напряжение накала – 6,3 В; Напряжение отражателя – 0...400 В; Ток резонатора – 25...40 мА; Выходная мощность – 50...60 мВт; Расстояние между резонатором и отражателем – 2 мм. Цоколёвка клистрона определяется по цвету проводов рис.1 и рис.2.

Рис.2. Цоколевка К-54.

Для согласования волноводного выхода со свободным пространством используется пирамидальная рупорная антенна с волноводным переходом 23х10мм, что соответствует сантиметровому диапазону волн λ = 3,2см. В целом мы получили генератор сантиметровых электромагнитных волн рис.3.

Рис.3. Генератор СВЧ.1.Антенна.2.Отражательный клистрон К-54 с волноводным выходом.

Питание и модуляцию генератора осуществляем согласно схемы рис.4, где используются два источника питания типа ВУП-2, а в качестве модулятора в цепи отражателя, школьный разборный трансформатор.

Рис.4.Схема питания генератора.

Разработанный генераторный модуль прошел апробацию в лабораторном практикуме [1].

Литература.

1.Оглоблин Г.В. Опыты со звуковыми и электромагнитными волнами. Комсомольск-на Амуре.изд.КГПУ.2001, с.92.