Описание экспериментальной установки

Изучение работы отражательного клистрона производится на установке, функциональная схема которой показана на рисунке 6.

1 - источник питания; 2 - клистрон К-19; 3 - коаксиальная линия; 4 - прямоугольный волновод сечением 23 х 10 мм; 5 - ферритовый вентиль; 6 - аттенюатор; 7 - ваттметр МЗ-41; 8 - осциллограф С1-20 ;9 - волномер 35 ИМ;

10 - коаксиально-волноводный переход

Рисунок 6 – Структурная схема лабораторной установки

Источник питания обеспечивает подачу на электроды клистрона (анод и отражатель) необходимых напряжений, величины которых могут плавно регулироваться и измеряться.

Рабочее напряжение накала клистрона равно 6,3В.

СВЧ мощность, генерируемая клистроном, поступает через ферритовый вентиль, обеспечивающий необходимую развязку, на измеритель мощности МЗ-41. Часть мощности ответвляется на волномер 35 ИМ и на осциллограф CI-20.

Для наблюдения зон генерации на экране осциллографа с помощью тумблера МОДУЛЯЦИЯ на блоке питания подаётся синусоидальное напряжение на отражатель клистрона. Этим же напряжением производится развёртка осциллографа. На вход вертикального отклонения луча поступает сигнал с детектора.

Указание мер безопасности

Внимание!

При подготовке рабочего места и выполнении работы необходимо руководствоваться правилами, изложенными в "Инструкции по технике безопасности для студентов при работе в учебной лаборатории".

Изучить раздел "Указания мер безопасности " в "Техническом описании и инструкции по эксплуатации" к каждому прибору, входящему в установку и руководствоваться им при работе.

ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ

Ознакомиться с приборами по "Техническому описанию и инс­трукции по эксплуатации". Включить приборы в сеть и подготовить их к работе согласно инструкциям.

Тумблер ВЫСОКОЕ блока питания включать через 10мин. после включения тумблера СЕТЬ.

ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

1) Провести визуальное наблюдение зон генерации. Для этого на блоке питания при выключенном тумблере МОДУЛЯЦИЯ установить напряжение на отражателе 250 - 350В. Затем включить на блоке питания тумблер МОДУЛЯЦИЯ. Тумблер на волномере поставить в положение ОСЦИЛЛОГРАФ. Меняя напряжение на аноде, добиться изображения зон генерации на экране осциллографа. Зарисовать их.

Выключить осциллограф.

Тумблер МОДУЛЯЦИЯ поставить в положение . ВЫКЛ.

2) Измерить зависимость мощности Р и частот f генерируемого сигнала от напряжения на отражателе при постоянном напряжении на аноде U_a = 370В .

Напряжение на отражателе U_отр менять от более отрицательных к менее отрицательным значениям. Измерение мощности Р и длин волн λ произвести в трёх точках нулевой зоны генерации, соответствующих значениям мощности Р_max 0.5Р_max в соответствии с рисунком 4. Мощность измерить в микроваттах ваттметром МЗ-41 в режиме НГ. Длины волн λ измерить в сантиметрах волномером 35 ИМ, затем посчитать соответствующие частоты по формуле f = с/λ, где с = 2.988*10¹⁰см/с ­- скорость света в вакууме.

Результаты измерений занести в таблицу.

Таблица 1. Результаты измерений при U_а = const

P, мкВт	Uотр, В	Отсчёт волномера n1	Отсчёт волномера n2	Длина волны λ= n2- n1,мм	Частота f,ГГц

3)Измерить значения U_отр, при которых генерируемая мощность становится равной нулю.

УКАЗАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ

Результаты оформить в виде таблиц и графиков:

1. Построить графики зависимости мощности и частоты генерируемого сигнала от напряжения на отражателе Р=F(U_отр) и f=F(U_отр) при постоянном U_a по типу рисунка 4.
2. Определить крутизну электронной перестройки частоты

1. Определить диапазон электронной перестройки частоты

где f_ср соответствует центру зоны при Р_max.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Принцип действия отражательного клистрона. Условия генерации.

2. Пространственно временные диаграммы.

3. Зоны генерации в отражательном клистроне.

4. Принцип электронной перестройки.

5. Электрические параметры и характеристики.

6. Как осуществляется получение зон генерации на экране ос­циллографа?

7. Принцип работы измерительных приборов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. т.2. - М.: Высшая школа, 1972. - 579 с.

2. Фёдоров Н.Д. Электронные приборы СВЧ и квантовые приборы: Учебник для вузов. - М. :Атомиздат, 1979. - 288 с.

3. Вальднер О.А., Милованов О.С., Собенин Н.П, Техника сверхвысоких частот. Учебная лаборатория, - М. :Атомиздат, 1974. – 232 с.

4. Общий практикум по физике сверхвысоких частот. Под общей ред. В.М.Седых. - Изд. Харьковского университета, 1970. -207 с.

5. Пчельников Ю.Н., Свиридов В.Т. Электроника сверхвысоких частот. - М.: Радио и связь, 1981. - 96 с.

6. Спецпрактикум по сверхвысоким частотам. Под общ. ред. В.С.Михалевского. - Изд. Ростовского университета, 1969. - 130 с.

7. Кукарин С.В. Электронные СВЧ приборы: Характеристики, применение, тенденции развития. - М.; Радио и связь, 1981, - 272 с.