Цель работы: ознакомление с устройством многорезонаторного

Цель работы: ознакомление с устройством многорезонаторного магнетрона и
принципом его работы, измерение основных параметров и характеристик прибора и
исследование их зависимостей от режимов работы.
7
Разрез по А–А
1
2
8
1-Резонаторная система
лопаточного типа.
2-радиальные пластинылопатки.
3-катод магнетрона.
4- спираль подогревателя.
5- металлические держатели.
6- высокочастотный дроссель.
7-вывод высокочастотной
энергии.
8- индуктивная петля связи.
3
А
А
4
5
6
Рис. 6.8
Рис.1. Конструкция многорезонаторного магнетрона.
3
5
V
t
W
A
2
4
mA
1
Ua
6
V
6,3
Рис. 6.11
Рис.2. Измерительная установка.
1
1- магнетрон.
2- регулируемый
источник анодного
напряжения.
3- источник питания
соленоида
электромагнита.
4- высокочастотный
тракт.
5- измеритель
мощности.
6-частотомер.
Таблицы полученных экспериментально зависимостей.
B, Гс
Ia, мА
Ua, В
6
400
9
450
12
500
15
550
27
600
33
620
59
620
66
625
450
P, Вт
f, ГГц
0
0,01
0
0,01
0
0,01
0
0,01
0
0,01
0,5
2,371
0,8
2,371
1
2,371
Ia, мА
Ua, В
P, Вт
f, ГГц
4,5
400
0
0,01
7
450
0
0,01
9
500
0
0,01
12
550
0
0,01
16,5
600
0
0,01
33
630
0,2
0,01
48
635
0,8
2,373
60
635
1,2
2,373
Ia, мА
Ua, В
P, Вт
f, ГГц
3
400
0
0,01
4,5
450
0
0,01
7,5
500
0
0,01
12
600
0
0,01
16
700
0
0,01
39
740
0,6
0,01
54
740
1,3
2,375
61
750
1,6
2,375
B, Гс
500
B, Гс
600
800
750
700
Uа, В
650
600
550
500
450
400
350
0
10
20
30
40
50
Iа, мА
B=450 Гс
В=500 Гс
В=600 Гс
Рис.3. Вольтамперные характеристики магнетрона.
2
60
70
1.8
1.6
1.4
P, Вт
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
10
20
30
40
50
60
70
I, мА
В=450 Гс
В=500 Гс
В=600 Гс
Рис.4. Зависимость генерируемой мощности от анодного тока.
2.5
2
f, ГГц
1.5
1
0.5
0
0
10
20
30
40
50
60
I, мА
В=450 Гс
В=500 Гс
В=600 Гс
Рис.5. Зависимость генерируемой частоты от анодного тока.
3
70
4
3.5
3
n, %
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
10
20
30
40
50
60
70
I, мА
В=450 Гс
В=500 Гс
В=600 Гс
Рис.6. Зависимость КПД магнетрона от анодного тока.
P=0,8
P=0,6
P=0,4
760
740
720
U,B
700
680
660
640
620
600
25
30
35
40
45
50
55
I,MA
Рис.7. Рабочие характеристики при Pвых=const.
4
60
65
2.5
2
f, ГГц
1.5
1
0.5
0
400
450
500
550
600
650
700
750
800
U, В
В=450 Гс
В=500 Гс
В=600 Гс
Рис.8. Зависимость генерируемой частоты от анодного напряжения.
760
740
720
Uпор, В
700
680
660
640
620
600
450
500
550
600
650
700
750
В, Гс
Рис.9. Зависимость порогового напряжения от магнитной индукции.
5
800
Расчёт параболы критического режима и зависимости порогового напряжения от
магнитной индукции.
110
3
800
Ua( B)
600
Ua1( B)
400
200
0
0
200
400
600
B
Рис.10. Парабола критического режима и зависимость порогового напряжения от
магнитной индукции (Ua – парабола критического режима, Ua1 – зависимость
порогового напряжения)
Расчет электронного КПД магнетрона по формуле для трех значений магнитной
индукции.
𝑟𝑎 = 4.5
𝑟𝑘 = 1.5
𝑁 = 12
𝐵1 = 450 Гс
𝐵2 = 500 Гс
𝐵3 = 600 Гс
𝐹 = 2.371 ГГц
𝑟𝑘
2.14 ∙ 104 1 + 𝑟𝑎
𝜂1 = 1 −
∙
= 0.374; 𝜂1 = 37.4%
100 ∙ 𝜆𝐵1 𝑁 1 − 𝑟𝑘
𝑟𝑎
𝑟𝑘
2.14 ∙ 104 1 + 𝑟𝑎
𝜂2 = 1 −
∙
= 0.436; 𝜂𝟐 = 43.6%
100 ∙ 𝜆𝐵2 𝑁 1 − 𝑟𝑘
𝑟𝑎
𝑟𝑘
2.14 ∙ 104 1 + 𝑟𝑎
𝜂3 = 1 −
∙
= 0.53; 𝜂3 = 53%
100 ∙ 𝜆𝐵3 𝑁 1 − 𝑟𝑘
𝑟𝑎
6
Вывод: В ходе лабораторной работы, мы проанализировали вольт амперные
характеристики, зависимости генерируемой мощности и генерируемой частоты от
анодного тока при различных индукциях, рассмотрели рабочие характеристики. При росте
анодного тока мы наблюдаем рост КПД. Так же КПД возрастает при росте индукции,
можно сделать такой вывод исходя из расчетов в последнем пункте.
7