Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
ДОСЛІДЖЕННЯ МАГНЕТРОНА
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра електронних приладів
Інформація про роботу
Рік:
2007
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Інші
Група:
ЕЛ-32
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра «Електронні прилади»
Звіт
До лабораторної роботи №1
«ДОСЛІДЖЕННЯ МАГНЕТРОНА»
Виконав:
Ст. гр. ЕЛ-32
Прийняв:
Львів 2007
1. Мета
Познайомитись із конструкцією магнетрона, а також із фізичними процесами в ньому. Експериментально дослідити основні характеристики магнетрона.
2. Теоретичні відомості
Багаторезонаторний магнетрон являє собою один із найбільш широко розповсюджених потужних генераторів із самозбудженням. Його схематична будова показана на рис. 1. Основними вузлами магнетрона є: катод - К, анодний блок - А, та вивід корисної потужності сигналу НВЧ - К. Катод магнетрона є емітером електронів.
Вивід НВЧ сигналу може бути коаксіальним (як на рис. 1) або хвилевідним. У першому випадку елементом зв'язку з коливною анодною системою слу жить петля зв'язку, яка індуктивно зв’язана з одним із резонаторів. У хвилевідному виводі надвисокочастотна енергія від водиться з магнетрона через щілину, яка з’єднує один із ре зонаторів із хвилеводом.
Рис.1. Конструкція багаторезонаторного магнетрона
Анод магнетрона являє со бою товстий масивний металевий диск, в якому є отвір для катода і об'ємні резонатори по всьому периметру отвору. Сукупність об'ємних резонаторів анода утворює коливальну резонансну систему магнетрона. В останній внаслідок сильного зв'язку між резонаторами можуть збуджуватись коливання різних видів, які відрізняються частотою та розподілом поля.
Найчастіше в магнетроні збуджується π-вид коливань, які характеризуються найбільшою потужністю і коефіцієнтом корисної дії. Цей вид коливань характеризується тим, що коливання в сусідніх резонаторах відбуваються зі зсувом за фазою на 1800 (π-радіан, чим і пояснюється назва виду).
Для нормальної роботи магнетрон повинен бути розміщений у постійному магнітному полі, яке створюється, як правило, постійними магнітами так, щоби силові лінії цього поля були паралельні до осі симетрії магнетрона, а на анод відносно катода необхідно подати постійну додатну напругу.
Таким чином, при ввімкнені магнетрона в просторі між анодом і катодом (у так званому робочому просторі взаємодії) існують осьове магнітне та радіальне електричне поля. В таких полях за відсутності генерації електрони, які вилітають із нагрітого катода, будуть рухатися за складною траєкторією (трохоїдою) вздовж поверхні катода. Характерною особливістю такого руху електронів є сталість середньої швидкості руху, яку називають циклотронною.
Максимальна висота трохоїди (див. рис. 2) залежить від величини анодної напруги та . Такий режим роботи магнетрона, при якому висота трохоїди дорівнює віддалі між катодом і анодом, називають критичним.
Критичний режим буде, коли
де - анодна напруга, - індукція постійного магнітного поля,
- радіус анода, - радіус катода,
Залежність між Uа та B0 при критичному режимі називають параболою критичного режиму. Якщо при Uа = Соnst постійне магнітне поле буде менше від критичного (Б0 < Вкр) то анодний струм матиме максимальне значення, яке визначається законом степені 3/2 для діода. При цьому генерація в магнетроні буде відсутня. Якщо постійне магнітне поле більше від критичного (Во > Вкр) і генерації немає, то анодний струм буде рівний нулю.
Рис.2. Траєкторії руху електронів в просторі взаємодії магнетрона
Для нормальної роботи магнетрона необхідно, щоби магнітне поле було більше від критичного і, крім цього, повинна виконуватись умова синхронізму між електронами та хвилею, тобто фазова швидкість поширення електромагнітної хвилі повинна бути рівною циклотронній швидкості електронів.
Аналіз роботи магнетрона показує, що умова синхронізму для π-виду буде виконуватись, якщо анодна напруга буде коли анодна напруга перевищує деяку величину, що називається пороговою напругою :
де N – кількість резонаторів в магнетроні, ( - робоча довжина хвилі.
Робоча довжина хвилі для (-виду коливань може бути підрахована за формулою:
,
де
- ширина канавки в сегменті для кільця зв'язку, - сторона проводу кільця зв'язку,
h – висота анода, , t – ширина сегмента, w – ширина щілини резонатора.
де - радіус задньої стінки сектора,
Паспортні дані магнетрона
Основне призначення: генерування коливань у безперервному режимі. Охолодження магнетрона - повітряне. Вивід енергії - коаксіальний.
Електричні дані магнетрона:
Робочий діапазон хвиль
0,1237-0,1263
м
Напруга розжарення
6,3
А
Анодна напруга
1800-2300
А
Анодний струм
0,15
А
Індукція магнітного поля
0,1
Тл
Вихідна потужність
150
Вт
Коефіцієнт корисної дії
40
%
Вихідні дані для розрахунку:
Кількість резонаторів
N = 12
Радіус аноду
rа = 0.0043
м
Радіус катоду
rk = 0,0023
м
Висота аноду
h = 0,009
м
Радіус задньої стінки сектору
rс = 0,021
м
Ширина щілини
w = 0,00075
м
Ширина сегменту
t = 0,0015
м
Радіус кільця зв'язку
r зв = 0,007
м
Ширина канавки в сегменті для кільця зв'язку
δ = 0,0024
м
Сторона проводу кільця зв'язку
Δ = 0,001
м
3. Результати експеременту
В=1
№
0
0
0
0
0
0
1
200
1
85
17
5,88
2
270
1,2
87
23
5,11
3
315
1,4
88
27
5,05
4
345
1,6
88
30
5,27
5
360
1,7
88
31
5,37
6
375
1,8
88
33
5,45
7
390
1,9
88
34
5,54
В=2
№
0
0
0
0
0
0
1
130
0,5
82
10
4,69
2
300
1,5
87
26
5,74
3
345
1,6
88
30
5,27
4
375
1,7
88
33
5,15
5
405
1,8
88
35
5,05
6
420
1,9
89
37
5,08
7
430
2
89
38
5,22
В=3
№
0
0
0
0
0
0
1
150
0,6
82
12
4,88
2
320
1,6
87
27
5,75
3
375
1,7
88
33
5,15
4
415
1,8
88
36
4,93
5
435
1,9
88
38
4,94
6
450
2
89
40
4,99
7
465
2,1
89
41
5,07
Рис.3
Рис.4
Рис.5
4.Висновок
Виконавши дану лабораторну роботу я познайомився з конструкцією магнетрона, а також з фізичними процесами в ньому і експериментально дослідили основні характеристики магнетрона.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора