В таблице 1.1 приведены основные параметры широкополосных ЛБВ непрерывного действия, разработанных за последние 10 лет. Описание конструкции и характеристик некоторых из них позволяют составить представление о том, как практически решается задача оптимизации основных характеристик широкополосных спиральных ЛБВ.
Таблица 1.1- Современные ЛБВ
Прибор
F,ГГц
P,вых,Вт
Кус,Дб
Uсп,кВ
Iк,мА
Uк,кВ
Размеры, мм Масса, кг
Охлаждение
УВ-А3001
1...2
400
40
5
440
3,2
1040х82х86
10
Жидк.
УВ-АЗ002
1000
30
8.3
840
6
977х88х128
14
УВ-АЗООЗ
2...4
5.4
3.4
642х82х86
7
УВ-А3004
9.2
6,5
862х100х128
12
Жидк,
УВ-АЗООб
4...8
180
7.5
250
4.5
500х100х75
3
ВОЗД.
УВ-А3008
8...12
200
35
450х100х75
Конд.
УВ-А3018
7,5.. 18
33
10.4
330
6.5/3
450х55х75
Конд
УВ-А3020
18..26
350х54х80
2.0
ВОЗД
УВ-А3021
26...40
11
100
350х54х57
2,0
Лучшие результаты получены в лампах со спиральными замедляющим
и системами (ЗС) малого диаметра, в которых для снижения СВЧ-потерь используется спиральный проводник прямоугольного сечения из материала МАГТ-0,2 с проводимостью по постоянному току, близкой к проводимости меди (не менее 85%). В таких ЗС реализованы схемы согласования фазовых скоростей в СВЧ волновом пакете с энергетическими характеристиками электронного потока вдоль пространства взаимодействия лампы, обеспечивающие передачу СВЧ-полю на частоте первой гармоники 60... 75% энергии электронов компактного сгустка, содержащего до 80% электронов на периоде СВЧ-волны [A1] .
Высокая эффективность энергообмена в пространстве взаимодействия, низкие потери СВЧ-мощности в ЗС и удобный для многоступенчатого рекуперирования спектр энергий электронов в электронном потоке на входе в коллектор при применении новых конструкций спиральных ЗС позволили увеличить электронный КПД в средней части сантиметрового диапазона до 30... 36% , а технический КПД ЛБВ с трехступенчатым коллектором электронов - до 56%. При этом были улучшены и другие параметры, влияющие на качество выходного сигнала усилителя [4]:
относительный уровень выходной мощности на частоте второй гармоники снизился до минус 25 дБ, максимальное значение коэффициента амплитудно-фазовых преобразований при изменении входных мощностей от нулевой до входной мощности, соответствующей режиму насыщения, уменьшилось до 6 град/дБ.
Полученные данные позволили сделать вывод, что в ЛБВ с электронным КПД более 30% при сопровождении электронного потока в периодических магнитных полях может быть достигнуто токопрохождение на коллектор в динамическом режиме более 97%. Увеличение электронного КПД привело к уменьшению удельного токоотбора с поверхности катода и увеличению долговечности ЛБВ [A2]. Последующее увеличение долговечности до 100 тыс ч и более стало возможным после разработки специальных технологических процессов, методов контроля качества, обеспечивающих производство основных узлов ЛБВ повышенной надежности металлокерамических, катодных, ЗС, узлов связи и МПФС.
Основные электрические параметры ряда приборов:
Рвых - выходная мощность на частоте первой гармоники,
Ky - коэффициент усиления,
I 0 -ток катода (суммарный ток электродов),
N - количество ступеней коллектора.
М - масса,
Д - долговечность,
Они приведены в таблице 1.2. В ней представлены данные из технических условий, которые, как правило, обеспечиваются конструкциями и технологией с большими производственными запасами. Результаты разработки образцов ЛБВ с КПД 60% и долговечностью 150...200 тыс. ч
Выполненные. исследования показали возможность создания и освоения производства ЛБВ средней мощности сантиметрового диапазона с долговечностью 150... 200 тыс. ч и КПД более 60% . Важнейшее условие обеспечения работы ЛБВ в течение 200 тыс. ч. - повышение эмиссионной долговечности катода. Необходимая эмиссионная долговечность достигается в двухкамерных металлопористых катодах при плотности токоотбора с эмитирующей поверхности до 1 А/см2.
В результате первой серии испытаний экспериментальных образцов ЛБВ нового поколения было обнаружено, что после наработки более 100 тыс. ч могут возникать отказы приборов из-за снижения поверхностного сопротивления керамических деталей металлокерамических узлов электронной пушки, а после наработки 100... 150 тыс. ч среди приборов с большой токовой нагрузкой на ЗС могут возникать отказы по снижению выходной мощности.
Таблица 1.2- Параметры ЛБВ
Тип
Диапазон частот, ГГц
Рвых. Вт
Ку.дБ
Uзс. кВ
Iо, мА
N, шт
Кпд,%
М,кг
Д, ч
УВ-481
3,4...3,9
42
3,5
70
45
2,6
57500
УВ-А2002
80
3.7
130
55000
УВ-509
7,0...8,0
4,0
50
0,8
77000
УВ-А2006
11,4...11,7
22
5.0
1,9
УВ-А2008А
11.7...12,5
48
6.5
140
56
1.8
100000
УВ-А2008
150
160
55
1,8
УВ-А2010
13,4...14,0
5,6
УВ-485
14,5...15,5
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12