Способ измерения электродинамических параметров замедляющих систем ламп бегущей волны

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоциалистическихРеспублик п 11693476(22)Заявлено 27.10.75 (21) 2187164/18 с присоединением заявки Ж 2479730/18-2 (23) Приоритет 51)М, Кл,1 У 25/341 У 9/42 ввныв квнктвтССРкзвбрвтвиийкрытвк Госуо 0,79. Бюллетень Опубликовано 25. Дата опубликоваФ. Филимонов и И. Н. Ясков 1 ) Заявител 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРО ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СИСТЕМ ЛАМП БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫлощению пучкомаких способов ле электронов, В основе жит измерение ускоряцо и тока пучка Эоходе ЛБВ наблюдается эффектов: для метода - слабое поглощение по- эффекта Компфнера - полком поля на выходе щего ени при которых на в один из указанны малых затухани ля пучком, для нее поглощение пуч тО Как известно, в ЛБВ электронный пучок возб электромагнитных волн, может привести к усиле поля, его ослаблению и мод улиро ванныйуждает группух суперпозицияию суммарногоже полному поИзобретение относится к электронной технике СВЧ, в частности к электровакуумным СВЧ-приборам, и может быть использовано при измерении параметров этих приборов в реальных условиях их работы.Известны способы измерения электро- динамических параметров замедляющих систем ламп бегущей волны (ЛБВ), на-пример сопротивления связи Кс, основанные на взаимодействии пучка электронов с бегущей электромагнитной волной: способ полного подавления сигнала 1 (эффект Компфнера) и способ малых электронных затуханий 2),Эти способы позволяют определять сопротивление связи К замедляющих систем в условиях, приближенных к работе ЛБВ. лампы,Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения злектродинамических параметров замедляющих систем ЛБВ, основанный на взаимодействии пучка электронов с бегущей электромагнитной волной - метод невлияния 3.Его сущность заключается в специальном подборе тока пучка Э о и ускоряющего напряжения Ос, (при условии о -чО ) для получения в лампе усиления, равного единице.Недостатком перечисленных способов является сильная зависимость результатов измерений от условий измерения выходной мощности; требуется устранение не693476 линейных искажений и достаточно то иоезнание коэффициентов отражений и их фвз;необходимо проводить измерения на уэовне слабых сигналов. Все это в конечномсчете снижает точность способов. 27 а аи ох ахбольших усилений перучены для ЛБВ, усиналы и имеющих пре -определяются измеренными в киповольтах) значениями напряжений О ощ 1 изамедлением щф; токами, пучка 3 осоответствующими напряжениями цо и и О ; плазменной частотой Ш,; и щ Границы областивоначально были полливающих слабые сигОнебрежимо малые дж левы потери, Однанакоплен большойяй что границы в настоящее врем теривл, показываю Предла вемый способ измерений пред- спада усиления ЛБВ в режиме насыщеполагает известными статическую вольт- ния практически с ними совпадают, амперную характеристику лампы, площадь45Характеристическое уравнение ЛБВ, пучка Ячастоту сигнала ч и замедле- а также и границы области больших усиние Фф, лений, полученные из него, не зависят отВышеприведенные уравнения являются условий на границах секций ЛБВ и степе - математической записью известных гра- ни согласования их концов, Окн являютсяниц области больших усилений ЛБВ. При- общими для входных, промежуточных н5 Оменимость этих уравнений к реальным выходных секций, Поэтому напряженияЛБВ (как и применимосгь других вариан- спада усиления должны быть одинаковымитов метода зондовых измерений) основа- для многосекционных в односекционных на на возможности использования одно- ЛБВ. Этот факт хорошо подтверждается55мерной теории при расчетах хорошо скоп- имеющимися в литературе данными струированных ЛБВ и их макетов, у ко- Предлагаемый способ и его применениеторых форма пучка хорошо сохраняется на поясняются чертежами. На фиг, 1, 2 - всей длине прибора. общие решения приведенных вьппе уравнеК недостаткам способов относится не возможность измерения с их помощью коэффициента депрессии, Коэффициент депрессии, как и замедление, в перечисленных способах задается, В то же время для некоторых типов замедляющих систем .коэффициент депрессии точно не известен. Это ограничивает применимость известных способов измерения параметров ЛБВ для ряда классов ламп и затрудняет их предварительное про ектированиеЦелью изобретения является увеличение точности определения параметров замедляющих систем ламп бегущей волны за счет совместного измерения сопротя. ления связи икоэФФициента депрессии а также снижение чувствительности к условиям измерений этих величин,Сущность предлагаемого способа заключается в определении минимального Оо и максимального О,а анодных напряжений, при которых начинается спад выходной мощности ЛБВ, эти напряжения соответствуют точкам изменения крутизны зависимости выходной мощносги Рот напряжения пучка Оа:рвх= (ц. Иля ОоО , и О =Во,составляются два уравнения 29 совместное решение которых дает иско-мые значения коэффициента депрессии Ги сопротивления связи РКоэффициенты вышеприведенньх уравнений,250 оиг 1 и =099 О = (,22о иа ,Если на фиг, 3 провести касательныек кривой Р,1 а= 1(О,) по обе сторонынайденных значений, то области их пересечения определяют погрешности измерения Оаи О ,., Их границы выделены на фиг, 3 пунктирными линиями.Отклонения от 0 о м и и о игах лежат в пределах + 1%,5На фиг. 4 приведены графики зависимостей Р, (Р ), Заштрихована область,12соответствующая погрешности определения1 о и 1 ах и Ос; по данным рис 3,Получены численные значения Ясв и Г,2 ОЧс, =(8ф 0,085) ом у: Ыз /С 50С - скорость света,Э, измерено в амперах,- в киловольтах. В формулах дляОй(юс а под ,0, д нужно пониматьомахоиахоигах и 1 оюгиооигюАи 1 ипри анализе фиг. 1, 2 соответственно.должны быть сняты по статической вольтамперной характеристике лампы. Вдолькаждой линии фиг. 1, 2 отношение жциостается постоянным.Поиск корней Рсв и Г и сходныхуравнений с помощью их общих решенийна фиг. 1, 2 представляет большие удобства. Для этого по измеренному замедле;нию и ф и вычисленнь 1 о,аховлурна фиг. 1, 2 нужно провести линиисоответственно. Их пересечения с линиями Ио(иг =сопя позволяют построитЬдве зависимости= 2,З 6 (1+ о,с 0 55о оигох торых Оу / а и получаем графики д ыражая в коерез Ксви Г,исимостей) Способ измпараметров з5бегущей волнствии пучкамагнитной во с я тем чт ний; на фиг. 3 нанесены результаты измерений; на фиг. 4 - результат графического решения приведенных уравнений,На фиг, 1, 2 использованы вспомогательные величины; о юи 2+ - .- 1 о и цмах512 Э о(ЕМВЮ Г а в.а о иг 1 иИх пересечение определяет искомые значения Вс, и Г.Предлагаемый способ был опробован пРи ОпРеделении Кс и Г пРомышленной ЛБВ. В целях получения более резкой зависимости ( Вых 0 т (.О Оказалось полезным подстраивать входной сигнал на КПД. 3 . РВприведена на фиг. 3. Напряжения О,и О, ах выделены сплошными вертикаль.нвми линиями. В Относительных единицах Приведенный пример показывает, чтопредлагаемый способ удобен в применении и обеспечивает достаточно низкуюпогрешность. В отличие От другюс известных способов измерения электродинамических параметров замедляющих системпредлагаемый способ позволяет находитьне только РСВ, но и коэффициент депрессии, что приводит к увеличению точностиопределения параметров замедляющихсистем. Это расширяет возможности предварительного проектирования ламп бегу-,щей волны с такими типами замедляющихсистем, для которых Г точно неизвестен,Возможность проведения измерений в существенно нелинейных режимах насвппеЭь 1 хния Р не требует устранения нелинейных искажений сигнала и резко снижаетчувствительность измерений к согласованию концов лампы,Предлагаемый способ может применяться для измерений на действующих лампахбегуйей волны, их макетах, а также приизмерениях электронным зондом. Формула изо бретени ерения электродинамических амедляющих систем ламп 1, Основанный на Взаимодей электронов с бегущей электро ной,о тличаюший, с целью увечичения точ -693476 ООЬЬОььщ 1 ОХФгде- фадхпах ави оэт 1 и + 1 ог 4 ности определения параметров замедляющих систем ламп бегущей волны за счетсовместного измерения соцротивления связи Рсв и коэффипиента депрессии Г, атакже снижения чувствительности к усло.виям измерений, измеряют. минимальное0 ои максимальное Оос анодное напряжения, при которых наступаетспад выходной мощности ламп бегущей вод. где Ю - частота сигнала", 20И 1 ф - замедление волны;Ц Пи О - измеренные напряженияспада усиления;э 1 пновох токи пучка при напряжекжхоэ 1 п ово 25оф"п и Цоюаеде,и- . плазменные частоты пучкаЬпл)вам при напряжениях О, и3 о в охИсточники информапринятые во внимание при экспертизе Чь офЫЯЗИЗВГЮДбдд, О 75О РХ 8ны, прн этих значениях О определяютР вц Г путем рещения двух. уравненийГ 2 Хсц х ссв2. Дмитриев Б. С, н др. Измерение электрсдинечических параметров замедляющих систем с помощью электро;ного зонда методом затуханий. "Электронная техникаф, серия 1, 3.968,6, с. 157,3. Авторское: свидетельство СССР297087, кл, Н 01 Х 9/42, опублик.1968.693476 Фвл та ТГуР,5 Фроловамеш Коррект оставитель ехред М, К Синицкая Хлу Реда омите ушска ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 1 1/49 ТирЕНИИПИ Госудапо делам изо 113035, Москва ж 923рственно го бретений Ж, Р дписноеа СССРйабд. 4