Проектирование многорезонаторного клистрона

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 многорезонаторного 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 P_вых, 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

Таблица 2 Выходные параметры

Таблица 3 Параметры взаимодействия

Таблица 4 Электронные параметры

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

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)