частотная поправка, учитывающая влияние на резонансную частоту нелинейной проводимости Y. Как уже отмечалось, Д/е обычно слабо зависит от температуры, поэтому можно принять, что относительное изменение частоты генератора вследствие изменения индуктивности на AL и емкости на ДС

Д /о = -0,5 (AL/L + AC/C). (5.8)

Сравнивая (5.7) и (5.8), получаем выражение для ТКЧ генератора

af - 0,5{aL + ac). (5.9)

В PC с сосредоточенными параметрами при нагревании геометрические размеры катушкн индуктивности и конденсатора обычно увеличиваются, следовательно, а<; и > О и температурный коэффициент частоты < О, т. е. частота генератора уменьшается. В PC с распределенными параметрами (особенно, если она построена на объемных резонаторах) связать температурные изменения геометрических размеров с соответствующими изменениями эквивалентных индуктивности AL и емкости ДС значительно сложнее. Здесь удобно получить выражение для / через температурный коэффициент линейного расширения (ТКР) а, материала, из которого сделан резонатор. При увеличении температуры резонатора на Д^ его линейные размеры и, следовательно, длина волны собственных колебаний возрастают в (1 -- а/Д/) раз, а частота соответственно уменьшается во столько же раз. Относительное изменение частоты

Af/fo==-aAmi+a[At)

или, считая, что 1,

Af/fo-aiAt. (5.10)

Из (5.10) следует, что ТКЧ количественно примерно равен коэффициенту линейного расширения материала, из которого сделан резонатор:

а/ = Д (/оД/)я а,. (5.11)

PC генераторов СВЧ обычно содержат элементы, выполненные из различных материалов, имеют достаточно сложную конфигурацию, поэтому экспериментально измеренные значения / обычно на (20 -г- 30) % превышают а/.

В ламповых автогенераторах СВЧ на стабильность частоты сильно влияют нестабильности межэлектродных

емкостей лампы, которые составляют существенную часть общей емкости PC. Влияние внешней температуры на межэлектродные емкости невелико, так как обычно рабочие температуры электродов генераторных ламп более тысячи градусов Цельсия. Значительно сильнее на эти емкости влияет режим работы генераторной лампы, причем при изменении температуры вследствие изменения мощности рассеяния меняются как геометрические размеры электродов, так и плотность объемного заряда в межэлектродном пространстве. Опыт проектирования и эксплуатации автогенераторов дециметрового диапазона волн, собранных по схеме с общей сеткой на металлокерамических лампах, показывает, что их ТКЧ составляет 1,5-Ю-.

В автогенераторах с замедляющими системами частота генерируемых колебаний сильно зависит от напряжения на ЗС и от температурных изменений эмиссионной способности катода, распределения пространственного заряда в электронной пушке, магнитного поля фокусирующей системы (вследствие температурных уходов поля постоянных магнитов или температурных изменений сопротивления катушек электромагнитов). Механизм воздействия температуры на частоту автогенераторов с ЗС сложен, поэтому теоретически значение коэффициента для таких приборов оценить трудно.

В полупроводниковых автогенераторах СВЧ значительно влияние температуры на параметры активного элемента, поэтому кроме уходов частоты за счет влияния PC нужно учитывать ее изменения за счет непостоянства проводимости fcj.

Рассмотрим влияние влажности и атмосферного давления на уходы частоты генераторов. Влияние этих факторов особенно велико для передвижных передатчиков, в частности установленных на самолетах.

Изменения давления в процессе полета могут привести к деформации элементов конструкций автогенераторов (например, диафрагмы в перестраиваемых магнетронах); влажность влияет на частоту в основном через изменение диэлектрической проницаемости воздуха, заполняющего внутреннее пространство PC. Для PC с распределенными параметрами относительные изменения частоты при изменении давления и влажности на 1 % соответственно (3 -f- 10) -10 и (1 5).10-

Следует иметь также в виду, что влияние влажности на частоту колебаний увеличивается с ростом температуры.

Рассмотрим наиболее часто используемые в СВЧ-диапазоне способы параметрической температурной стабилизации частоты. В общем случае температурную стабилизацию осуществляют, применяя термостабильные элементы и узлы, температурную компенсацию и термостатирование PC или их элементов. В генераторах метровых волн термостабильными должны быть конденсаторы и индуктивные катушки, составляющие PC.

В термостабильных конденсаторах постоянной емкости в качестве диэлектрика применяют керамику с малым температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости ТКе (порядка 5-10 гpaд ) и малым температурным коэффициентом расширения ТКР (порядка (2-3)-10 град-

Переменные конденсаторы будут термостабильны, если их изготовлять из металлов и сплавов, имеющих малые значения ТКР, таких, как инвар (ТКР Ю град ) и суперинвар 1(0,03 -ь 0,04)-Ю град-Ч.За счет специальной технологической обработки (наклепа) этих материалов можно получить и отрицательные значения ТКР: для инвара до -(0,4 -f- 0,5)-10 * град для суперинвара до -(1 -f-~ь 1,5)-10- град-.

Температурный коэффициент индуктивности можно уменьшить (как и на более низких частотах) если использовать каркасы'из диэлектрика, обладающего малыми ТКР (керамика типа цельзиановой) или если индуктивные катушки изготовлять методом горячей намотки или вжига-нием.

Материалы с малыми ТКР (инвар и суперинвар) применяют для изготовления PC или наиболее ответственных их деталей в дециметровом и сантиметровом диапазонах волн.

Повышение температурной стабильности частоты термокомпенсацией происходит за счет применения элементов PC с ТКР, которые позволяют компенсировать температурные уходы частоты. Для термокомпенсации PC с сосредоточенными параметрами обычно используют конденсаторы с отрицательными ТКЕ У объемных резонаторов компенсацию осуществляют путем применения дополнительных элементов из материала с ТКР, отличным от ТКР материала резонатора. Отклонение частоты, вызванное изменением размеров термокомпенсатора, должно быть противоположным тому, которое вызывается изменением размеров самого резонатора.