Випробування показали, що конструкції магнетронів (табл6) працюють в інтервалі температур від – 10 ° С до +55 С і витримують однократні удари

50д Застосування сплаву SnijCo ^ для виготовлення

магнітних систем, дозволило створити пакетовані з магнітом МБК МДВ масою не більше 1,2 кг із середнім рівнем вихідної імпульсної потужності

МБК першого типу (табл 6) зручний для застосування в бортових радіоелектронних системах, так як його вага не перевищує 460 г [20, 21] У передавачі з таким магнетроном для формування імпульсів анодного напруги може бути застосований твердотільний модулятор

Магнетрони другого типу, що працюють на вигляді

відрізнялися високим ККД Однак тремтіння

фронту генеруються ними імпульсів досягало іноді 5-6 НС, що абсолютно неприйнятно при роботі в режимі коротких імпульсів

МБК з термоелектронним катодом першого типу з осмірованним боковим термоелектронним катодом (рис 10) був випробуваний на довговічність [58] Перші 5000 годин магнетрон працював з тривалість імпульсу вихідного сигналу 20 ні при частоті повторення 20 кГц і анодній напрузі 8260 В При цьому імпульсна потужність вихідного сигналу становила близько 1300 Вт [22] Після 5000 год роботи тривалість імпульсу збільшили з 20 до 30 ні Крім того, вихідна імпульсна потужність вихідного сигналу була збільшена приблизно до 1,5 кВт шляхом збільшення анодного напруги з 8260 до 8460 В Після того як магнетрон відпрацював в цьому режимі 5000 ч, режим роботи магнетрона знову змінили Тривалість імпульсу була збільшена до 40нс, а імпульсна вихідна потужність до 3 кВт

Рис 12 Зміни режиму роботи магнетрона (тип 2) протягом періоду випробувань

Fig 12 Changes of an operating mode magnetrons (type 2) during the period of tests Ha рис 12 показані зміни режиму роботи магнетрона (табл 6, тип 2) протягом усього періоду випробувань Видно, що після того як магнетрон був переведений в режим роботи з тривалістю імпульсу 40нс при анодній напрузі 8800В, його вихідна потужність почала повільно падати За час 3800 год вихідна потужність зменшилася приблизно на 25% Після цього вихідну потужність понизили до 2 кВт шляхом зменшення анодного напруги до 8620В для усунення що зявилися пропусків імпульсів Поява пропусків імпульсів було обумовлено переходом в режим генерації високовольтного виду коливань

Після досягнення 15 000 ч загальної напрацювання випробування були припинені Разом з тим, магнетрон залишився цілком працездатним Для магнетронов 3-міліметрового діапазону цей результат є рекордним в світовій практиці Були проведені також випробування магнетрона третього типу ДТК другого типу без осмірованія емітера (рис 11) Цей магнетрон відпрацював 5000 год в режимі 20 ні, 20 кГц, після чого випробування були припинені Протягом перших 2500 год потужність вихідного сигналу зросла з 1200 до 2200 Вт і потім залишалася приблизно на одному рівні до кінця випробувань

Ці магнетрони були застосовані в якості джерел електромагнітного випромінювання передавальних пристроїв ряду розроблених РЛС різного призначення [21, 23, 59-62]

34 Магнетрон з основним ВЕК і бічним інжектором електронів

Одним із суттєвих недоліків традиційних генераторних магнетронов є низька стабільність вихідних характеристик Значною мірою це обумовлено невеликою величиною динамічного опору магнетронов У звязку з цим актуальним залишається пошук ефективних способів стабілізації вихідних характеристик МБК з холодним ВЕК

У ІРЕ НАНУ були запропоновані, створені і досліджені магнетрони МДВ з інжекцією робочого електронного потоку в простір взаємодії з бокового інжектора у вигляді магнетронній гармати та ефективної стабілізацією їх вихідних параметрів [16, 17] При дослідженні характеристик таких магнетронів був виявлений режим роботи генератора, що дозволяє ефективно стабілізувати його вихідні характеристики

Рис 13 Схематичний розріз магнетрона, що працює на інжектовані потоці електронів і схема його живлення

Fig 13 Schematic magnetron section wori<ing on the injected eiectron beam and the its feeding circuit

Ha рис 13 схематично представлений розріз магнетрона і показана схема його живлення Конструкція магнетрона містить анод 1, основний ВЕК 2, маг-нетронную гармату з анодом 3 і катодом 4 Анодний блок магнетрона з отвором діаметром t / д = 4,5 мм мав довжину 6мм уздовж осі Основний

ВЕК діаметром = 2,2 мм представляв собою мідний циліндричний керн, покритий емітером у вигляді фольги з платини Фольгу паялі на керн за допомогою золото-мідного припою Магнетрон працював на першому негативною гармоніці коливань π / 2 – виду в довгохвильовій частині міліметрового

діапазону У приладі застосована магнетрон гармата з катодом у вигляді усіченого конуса, повернутого меншою підставою до торця анодного блоку Для зменшення вторинної емісії анод гармати був виготовлений з сіліцідірованного молібдену Його робоча поверхня була паралельна робочої поверхні катода гармати Отвір анода гармати мало кут конусності 6 ° і діаметр на виході рівний діаметру анодного отвору = 4,5 мм Lкатод гармати був прямонакальний у вигляді усіченого конуса з кутом конусності 6 ° і діаметром на виході рівним діаметру основного ВЕК = 2,2 мм

У процесі досліджень виявлено протікання значного струму на анод магнетронній гармати з-за малих значень відносини робочого магнітного поля до критичного його значенню, необ

дімих для забезпечення взаємодії електронів з полем просторової гармоніки

Зменшення величини струму на анод гармати досягали шляхом вкпюченія в його ланцюг живлення резистора

з величиною опору 1-2 кОм Необхідно зауважити, що як ВЕК в просторі взаємодії магнетрона, так і катод магнетронній гармати піддаються бомбардуванню зарядженими частинками і емітують вторинні електрони Тому плавну зміну величини инжектированного струму шляхом зміни потужності розжарення іскпючалось

Рис 14 Вольтамперниє характеристики магнетрона працює в режимі автоматичної стабілізації робочої точки при різних струмах розжарення катода гармати

Fig 14 Voit-ampere magnetrone characteristics wori<ing in a mode of automatic stabiiization of a operation point at various currents of heat of the cathode of a gun

МПВ МДВ з боковим інжектором може працювати як при великому інжектіруемого струмі, так і при малому При роботі магнетрона в режимі великого інжектіруемого струму було відмічено, що при включенні в ланцюг холодного ВЕК ще одного резистора з величиною опору 3-5 кОм в роботі магнетрона зявляються нові особливості, які раніше не спостерігалися і в літературі не описані Вольтамперниє характеристики магнетрона при різних значеннях (в умовних одиницях) струму розжарення бокового катода показані на рис 14 Видно, що в міру зростання напруги анодний струм швидко зростає, а потім, досягнувши максимуму, зменшується до деякого значення, яке змінюється незначно Значення струму в максимумі у всіх випадках приблизно однаково

Рис 15 Залежності частоти від напруги джерела живлення при R2 = 0 і R2 = 10 кОм

Рис 17 Спектри вихідного сигналу магнетрона при роботі в звичайному режимі і в режимі автоматичної стабілізації робочої точки

зації напруги мережі Поліпшення стабільності частоти виявлялося і в значному поліпшенні якості спектра

Fig 15 Dependences of frequency on a pressure (voltage) of the power supply at ^2 “ ^ R,=lOkQ

Oho визначається наявністю вторинно-електронного множення в магнетронній гарматі У міру збільшення напруги на катоді магнетрона, струм, що віддається гарматою, швидко зростає (ліва частина характеристики) Внаслідок цього режим вторічноелектронного множення в гарматі порушується, і її струм зменшується до значення струму термоелектронної емісії Наявність обмежує опору Κγ в ланцюзі анода гармати фіксує її анодное

напругу на рівні критичного, що обмежує зростання струму первинних електронів за рахунок ефекту Шотткі

На рис 15 представлені залежності зміни частоти вихідного сигналу магнетрона від зміни напруги джерела живлення Верхня крива отримана при R2 = 0 Видно дуже швидка зміна

частоти Якщо ж Т 2 – Ю до Ом, то після зони нестійкою генерації, що лежить в межах інтервалу напруг модулятора = 11,5-15,5 кВ,

далі аж до 22 кВ, частота змінюється не більше ніж на 10 МГц

Рис 16 Зміна частоти вихооного сигналу магнетрона при різних струмах розжарення катода бічній гармати

Fig 16 Change of frequency of а target signal магнетрона at various currents of heat of the cathode of a lateral gun

Ha рис 16 представлено сімейство таких же характеристик, знятих при різних струмах розжарення катода гармати інжектора Оскільки струм магнетронній гармати обмежений температурою катода, а напруга напруження НЕ стабілізовано, то його невеликі зміни приводили до помітних змін частоти вихідного сигналу в процесі вимірювань Разом з тим довготривала нестабільність частоти (за 1 год) становила величину 2 Ю “^ за відсутності стабили

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р