Проектирование многорезонаторного клистрона
Расчет и проектирование телевизионного клистрона с двухзазорными резонаторами с противофазным возбуждением. Реализация максимального усиления на единицу длины при меньших габаритах прибора. Вычисление электрических и геометрических параметров клистрона.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.11.2011 |
| Размер файла | 181,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования РФ
Саратовский государственный технический университет
Кафедра ЭПУ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
"Проектирование многорезонаторного клистрона"
Выполнила: студент гр. ЭПУ-41
Александрин Евгений
Проверил: профессор
Царев В. А.
Саратов 2005
Реферат
Курсовая работа выполнена не тему "Расчёт и проектирование много- резонаторного клистрона". Для расчётов и оптимизации параметров использовались компьютерные программы: KPD4-TAB.bas;REZ-1.bas,
DYSKLY2(дисковая модель клистрона).
Ключевые слова:
Клистрон;
Пучок;
Резонатор;
Взаимодействие;
Зазор;
Пояснительная записка по данной курсовой работе составляет 8 листов, 4 таблицы, 1 рисунок и сборочный чертёж однозазорного многорезонаторного клистрона выполненный на формате А1.
Введение
Клистроны являются весьма распространенным видом приборов СВЧ, получившим широкое применение в различной радиотехнической и электронной аппаратуре. Рассматриваемый нами вид - пролетные клистроны. У пролетных клистронов электроны перемещаются в одном направлении, пронизывая зазоры (сетки) одного или нескольких резонаторов.
Пролетные клистроны в отличие от приборов магнетронного типа устроены так, что их основные узлы для создания и формирования электронного потока, обеспечения его взаимодействия с высокочастотным полем, группирования электронов и для отбора отработавших электронов разделены и конструктивно не зависят друг от друга.
Это позволяет оптимизировать конструкцию каждого узла клистрона и обеспечить более высокую долговечность и надежность его работы. Усилительные клистроны по сравнению с магнетронными усилителями и ЛБВ М-типа имеют очень большой коэффициент усиления и могут работать при использовании маломощного высокостабильного возбудителя, что обеспечивает более стабильную работу передающего устройства.
Основными недостатками пролетных клистронов являются их большие размеры и масса, высокие рабочие напряжения, сложность механической перестройки, узкополостность.
Выходные характеристики, а также массогабаритные параметры СВЧ приборов клистронного типа (многорезонаторных клистронов, клистронов с распределенным взаимодействием и клистродов) в значительной мере определяются свойствами резонаторов, составляющих основу конструкции этих приборов. Для того, чтобы осуществить более эффективный, чем в обычных однозазорных резонаторах, обмен энергией между электромагнитным полем резонатора и электронами можно на их пути расположить несколько зазоров, включив последние в общую высокочастотную резонансную систему. Такие резонаторы получили название многозазорных.
Широкое распространение в приборах получили двухзазорные резонаторы.
Целью настоящего курсового проекта является расчет и проектирование телевизионного клистрона с двухзазорными резонаторами с противофазным возбуждением. Их применение позволяет при заданном К.П.Д. и полосе пропускания реализовать максимальное усиление на единицу длины при меньших габаритах прибора.
Исходные данные для расчета
Рабочая частота F, МГц1300
Полоса пропускания выходного
резонатора df, МГц8
Электронный КПД клистрона, %49,3
Выходная мощность Pвых, кВт50
Кол-во зазоров резонатораоднозазорный
1. Расчет и проектирование клистрона
1.1 Выбор основных параметров прибора
Предварительно рассчитаем некоторые параметры резонатора:
,- нагруженная добротность резонатора, =162,5;
, электронное КПД прибора, =0,493:
ускоряющее напряжение, U0=19.14 кВ;
-радиус пролётного канала, a=0,7 см, где гa=0,7.
1.2 Расчет электрических и геометрических параметров клистрона
Результаты расчёта программы KPD4-TAB.bas.
Данные полученные в ходе расчета сведем в таблицы:
клистрон резонатор противофазный телевизионный
Таблица 1 Электрические параметры
|
Ток пучка, А |
4.4684 |
|
|
Ускоряющее напряжение, кВ |
22.700 |
|
|
Первеанс |
1.3067 |
|
|
Плотность тока в пучке, А/см2 |
5,2199 |
|
|
Диаметр пролетного канала, мм |
17.4 |
|
|
Индукция магнитного поля в области пушки, Тл |
0.0319 |
|
|
Индукция магнитного поля в области коллектора, Тл |
0.0531 |
|
|
Отношение скорости электронов к скорости света |
0.2885 |
Таблица 2 Выходные параметры
|
Технический КПД, % |
43,96 |
|
|
Эл. КПД клистрона, % |
49,3 |
|
|
Контурный КПД, % |
89,17 |
|
|
Выходная мощность, кВт |
50 |
|
|
Относ.амплит.ВЧ напряж. на выходном резонаторе |
1,31 |
|
|
Отн.активное сопротивл. Резонатора Rэн'=Rэн/Ro |
1,75 |
|
|
Полоса пропускания dF, МГц |
8 |
|
|
Отн.конвекц.ток |
1,16 |
Таблица 3 Параметры взаимодействия
|
Длина волны , см |
23,079 |
|
|
Постоянная распростр., см-1 |
0,9437 |
|
|
Угол пролета по радиусу пролетного канала gama, рад |
0,8210 |
|
|
Угол пролета по радиусу пучка gamb, рад |
0,4926 |
|
|
Отн. длина одного зазора |
1,3 |
|
|
Отн. высота резонатора |
0,2706 |
|
|
Высота резонатора H, мм |
62 |
Таблица 4 Электронные параметры
|
Нелин.коэф. эффективн. Взаимодействия |
0,7659 |
|
|
Нелин.отн.активная электронная проводимость |
0,1593 |
|
|
Характеристическое сопротивление резонатора, Ом |
147 |
|
|
Эффективн.характеристич. сопротивление, Ом |
58,6589 |
|
|
Электронная добротность резонатора |
318,77 |
|
|
Нагруженная добротность резонатора |
162,5 |
Уточнение расчётов и оптимизация параметров прибора.
Проведём уточняющие расчёты для параметров резонатора. Для этого используем программу REZ-1.bas.
Данные полученные при расчёте приведём на рисунке:
В результате расчета по программе DISKLY2.bas получены следующие длины труб дрейфа:
Заключение
В результате проведённых исследований был рассчитан и спроектирован прибор со следующими выходными параметрами:
Выходные параметры
|
Технический КПД, % |
43,96 |
|
|
Эл. КПД клистрона, % |
49,3 |
|
|
Контурный КПД, % |
89,17 |
|
|
Выходная мощность, кВт |
50 |
|
|
Относ.амплит.ВЧ напряж. на выходном резонаторе |
1,31 |
|
|
Отн.активное сопротивл. Резонатора Rэн'=Rэн/Ro |
1,75 |
|
|
Полоса пропускания dF, МГц |
8 |
|
|
Отн.конвекц.ток |
1,16 |
КПД прибора реализовано.
Разрабатываемое изделие может найти применение в качестве оконечных усилителей изображения и звука в находящихся в настоящее время в эксплуатации телевизионных передающих радиостанциях дециметрового диапазона. Например, в передатчиках "Ильмень" МЛКД может быть использован взамен морально устаревших многорезонаторных однолучевых клистронов КУ-318 ("Атом") без существенной переделки ВЧ аппаратуры и источников питания телевизионного передатчика.
Помимо телевидения такие приборы можно применять также в энергетике в качестве активных элементов мощных генераторов, работающих на частотах 470 или 940 МГц, а также в ускорительной технике в системах ВЧ-питания промышленных ускорителей, работающих на частотах 150-300 МГц (ускорители для материаловедения, для дефектоскопии и медицинских целей).
Библиографический список:
Мощные электровакуумные приборы СВЧ / Под ред. Л.Клэмпитта, пер. с англ. - М., 1974.
Хайков А.З. Клистронные усилители. - М.: Свезь, 1974.
Зильберман И.И. Расчет параметров двойного бессеточного зазора с противофазными напряжениями /Электронное приборостроение.-Л.: Энергия, 1968
Царев В.А. Обобщенный показатель качества клистронных усилителей / Электронная техника Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. -1992.-Вып.3(138)
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Устройство и принцип действия отражательного клистрона. Определение геометрических размеров объемного резонатора. Расчет тороидального резонатора и устройства вывода энергии. Вычисление активной проводимости резонатора и напряжения на отражателе.
курсовая работа [784,6 K], добавлен 11.12.2015Устройство и принцип действия пролетного усилительного клистрона. Зависимость выходной мощности от мощности, поступающей на вход усилителя. Амплитудно-частотная характеристика двухрезонаторного клистрона. Особенности конструкций пролетных клистронов.
курсовая работа [522,5 K], добавлен 20.08.2015Конструкция двухзазорного резонатора и распределение потенциала в нем. Ортогональная координатная сетка. Блок-схема программы анализа пушки. Нахождение максимального значения электронного коэффициента полезного действия с помощью программы KPDcalc.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 21.10.2012Расчет Y-параметров транзистора. Определение допустимого и фактического коэффициента шума приемника. Вычисление избирательности по побочным каналам. Выбор и обоснование средств обеспечения усиления сигнала. Проектирование приемника на микросхеме.
курсовая работа [51,5 K], добавлен 01.05.2011Разработка структурной схемы усилителя низкой частоты. Расчет структурной схемы прибора для усиления электрических колебаний. Исследование входного и выходного каскада. Определение коэффициентов усиления по напряжению оконечного каскада на транзисторах.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 01.07.2021Определение геометрических параметров антенны. Выбор и расчет параметров облучателя: его геометрические параметры, определение фазового центра, создание требуемой поляризации поля. Расчет электрических характеристик антенны и особенностей ее конструкции.
курсовая работа [499,9 K], добавлен 21.03.2011Анализ геометрических размеров помещения. Построение лучеграммы, выявление акустических дефектов зала. Расчет реверберационных характеристик помещения. Выбор и расчёт требуемых параметров звукового поля. Значение индекса усиления для различных установок.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 14.12.2013Роль малого зеркала. Расчет геометрических параметров двухзеркальной антенны Кассегрена, параметров облучателя. Соотношение радиуса волновода и критической длины волны. Максимальная фазовая ошибка на краях апертуры. Амплитудное распределение в раскрыве.
курсовая работа [449,4 K], добавлен 07.07.2009Выбор структурной схемы первых каскадов преселектора, числа преобразования частоты. Определение числа диапазонов. Расчет смесителя, параметров электронных приборов, детектора с ограничителем амплитуды, сквозной полосы пропускания телевизионного приемника.
курсовая работа [870,8 K], добавлен 11.03.2014Разработка структурной схемы устройства и принципиальных электрических схем отдельных его узлов. Обоснованный выбор элементной базы и величин питающих напряжений. Расчет величин основных параметров отдельных элементов схем и допусков на эти величины.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 17.05.2014
