деляют не только амплитуду импульса анодного напряжения, но и допустимое изменение этого напряжения во время импульса. Обычно, исходя из требуемой стабильности частоты магнетронных генераторов, допускают изменение анодного напряжения во время импульса не более чем на 1-3 %. Зам'тим, что, как правило, довольно жесткие требования предъявляют и к времени нарастания и спада анодного напряжения. Если это время сравнительно велико, возможно возбуждение паразитных низковольтных видов колебаний. Их прямые пороговых напряжений не приведены на рис. 8.7, но они должны быть расположены ниже прямой с п = 4.

Рис. 8.10. Электронное смещение частоты магнетрона

Г=0,2 8

Рис. 8 11. Нагрузочные характеристики магнетрона:

Pt> Р.> Р^> Р^; г д/, I > I д;, I

Нагрузочные характеристики магнетронов (рис. 8.И) снимают при номинальных значениях магнитной индукции В и анодного тока / . Магнетрон при этом работает на нагрузки, коэффициент отражения которых Г = Ге меняется как по модулю (от О до 1), так и по фазе (от О до 360°). В таких условиях, как и у всех автогенераторов СВЧ с PC, у магнетрона наблюдают явление затягивания частоты. Рабочая частота передатчика может резко изменяться за счет эффекта длинной линии (см § 5 3) Не остается постоянной и колебательная мощность Нагрузочные характеристики магнетронов изображают в виде кривых постоянных значений частоты и мощности Эти кривые наносят на круговую диаграмму, по радиусу которой откладывают модуль коэффициента отражения (или fcTf/ от 1 до оо), а по углу - его фазу.

Заштрихованная часть диаграммы является нерабочей. .Работа магнетрона здесь неустойчива по частоте, кривые

= const расположены слишком близко друг к другу.

Важным параметром магнетрона является коэффициент затягивания частоты Fr, определяемый как абсолютное максимальное изменение генерируемой частоты при изменении фазы коэффициента отражения нагрузки на 360° и фиксированном значении его модуля, равном 0,2 (/( у = 1.5)- У обычных магнетронов десятисантиметрового диапазона Fr достигает 10-15 МГц, у магнетронов трехсантиметрового-15-20 МГц.

Как видно из рис. 8.11, при работе на не полностью согласованную нагрузку, если правильно подобрать ф„, может быть получена большая мощность, чем при Г = 0. Это обстоятельство используется практически. На выходе магнетрона в фидерном тракте устанавливают рассогласо-ватель с регулируемыми модулем и фазой коэффициента отражения. Если магнетрон работает на нагрузку, соответствующую окрестности точки А, это означает, что получен режим максимальной мощности-. При изменении фн примерно на 180° (точка Б) можно получить за счет снижения мощности режим с более высокой стабильностью частоты, так как кривые А/ = const в окрестностях точки Б проходят менее густо. Стабильность самого режима, его независимость от изменений полезной нагрузки достигается только при включении после рассогласователя развязывающего прибора - вентиля или циркулятора (см. гл. 14).

§ 8.4. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЕ МАГНЕТРОНЫ И МАГНЕТРОНЫ С ПЕРЕСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ

К наиболее существенным недостаткам обычных многорезонаторных магнетронов следует отнести сравнительно низкую стабильность их рабочей частоты (10 с учетом как ЭСЧ, так и затягивания частоты) и трудности, связанные с перестройкой рабочей частоты Эти недостатки в известной степени преодолеваются в современных разновидностях магнетронных генераторов.

1. Стабилизированные магнетроны. Повышение стабильности частоты генерируемых колебаний требует увеличения эталонности и нагруженной добротности PC магнетрона. При этом, чтобы оставалось высоким значение полного к. п. д. магнетрона, нельзя допускать уменьшения к. п. д. его PC т)к = 1 - Qh/Qo- Это означает, что, оставляя связь с нагрузкой достаточно сильной, необходимо увеличивать собственную добротность Q PC магнетрона. Возможности такого увеличения в рассмотренных ранее типах анодно-

!-J.

резонаторных блоков весьма ограничены: структура полей в них определена требованиями обеспечить максимум взаимодействующей с электронным потоком компоненты Е^, а объем резонаторов жестко связан с рабочей частотой.

Одним из известных способов стабилизации частоты автогенераторов с PC является применение внешних высокодобротных резонаторов (см. § 5.4). Этот способ и используют в коаксиальных и обращенных коаксиальных магнетронах (КМ и ОКМ), в конструкцию которых входит высокодобротный стабилизирующий резонатор, сильно связанный с внутренней PC магнетрона. Энергию выводят из этого резонатора. Таким способом удается значительно увеличить Q общей PC магнетрона без уменьшения ri В качестве высокодобротного стализирующего резонатора применяют полуволновые цилиндрические (см. §3.4) или

коаксиальные объемные резонаторы с колебаниями типа Яои- Добротность таких резонаторов может быть очень высокой - до нескольких тысяч. Их легко перестраивать изменением длины с помощью бесконтактных поршней. Особенно наглядно преимущества этих приборов проявляются в коротковолновой части сантиметровых и в области миллиметровых волн. По сравнению с обычными магнетронами КМ и ОКМ имеют примерно на порядок более высокую стабильность частоты (ЭСЧ уменьшается в 10 раз и более, коэффициент затягивания частоты - примерно в 5 раз); в несколько раз чвеличивается срок их службы; к. п. д. и мощность при прочих равных условиях увеличиваются на 20-30 %. Диапазон механической перестройки КМ и ОКМ также несколько больше (до 15-20 %).

На рис. 8.12 показана конструкция КМ. Снаружи анод-но-резонаторного блока лопаточного типа 4 расположен

Рис. 8.12. Конструкция коаксиального магнетрона с механической настройкой частоты