РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ НА ЛАМПЕ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ. Контрольная работа №2 РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ НА ЛАМПЕ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ. Контрольная работа 2 вариант 17 расчёт усилителя на лампе бегущей волны исходные данные Ток луча

• Название: Контрольная работа 2 вариант 17 расчёт усилителя на лампе бегущей волны исходные данные Ток луча
• Анкор: РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ НА ЛАМПЕ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ
• Дата: 01.05.2022
• Размер: 52.27 Kb.
• Имя файла: Контрольная работа №2 РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ НА ЛАМПЕ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ.docx
• Тип: Контрольная работа; #506786

Контрольная работа №2

вариант 17

РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ НА ЛАМПЕ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ

Исходные данные:

Ток луча: ;

Сопротивление связи замедляющей системы: ;

Электрическая длина замедляющей системы: ;

Фазовая скорость бегущей волны в замедляющей системе:

;

Затухание волны в поглотителе: ;

Частота: ;

Мощность входного сигнала: ;
Требуется:

1. Нарисовать устройство ЛБВ, пояснить назначение ее элементов и привести краткое описание принципа действия ЛБВ, обратив особое внимание на факторы, определяющие широкую полосу пропускания ЛБВ.

2. Определить коэффициент замедления замедляющей системы K_зам и ускоряющее напряжение , при котором обеспечивается условие синхронизма электронного потока с электромагнитной волной. Рассчитать распределение амплитуды напряженности поля электромагнитной волны вдоль оси замедляющей системы и построить график зависимости от продольной координаты z. Определить основные параметры усилителя – коэффициент усиления , выходную мощность и полный КПД усилителя . Оценить максимальное значение электронного КПД .
Решение:

1. Устройство ЛБВ и её элементы. Принцип действия.



Рис.1 - Схема устройства типовой маломощной ЛБВ типа О.
Электронная пушка (прожектор): катод 1, управляющий электрод 2, первый анод 3 и второй анод 4. Эта система электродов обеспечивает необходимую начальную фокусировку пучка и регулировку его тока. Последняя производится изменением потенциала управляющего электрода или первого анода. Второй анод 4 через трубку 6 («антеннку») соединен со спиральной замедляющей системой 7. Трубка является элементом связи замедляющей системы с входным волноводом 5, к которому подводится усиливаемый сигнал и используется для связи с выходным волноводом 9. Для согласования входного и выходного волноводов с замедляющей системой предусмотрены подстроечные элементы 11. Положение спирали задается кварцевыми стержнями или трубками. На поверхность этих держателей наносят слой поглотителя 8 для предотвращения самовозбуждения ЛБВО. Электронный поток проходит внутри спирали, взаимодействует с СВЧ-полем спирали и затем попадает на коллектор 10, который имеет форму стакана или конуса. Фокусирующая система (соленоид) 12 обеспечивает фокусировку электронного пучка на всей длине прибора.

2. Расчеты:

2.1. Определим коэффициент замедления замедляющей системы по формуле:



(1)



где c – скорость света в вакууме
2.2. Рассчитаем ускоряющее напряжение:



(2)



где m и e – масса и заряд электрона
2.3. Рассчитаем параметр усиления:



(3)


2.4. Уточняем скорость потока:



(4)


2.5. Длина замедляющей системы определяется выражением:



(5)




2.6. Рассчитаем амплитуду напряженности поля электромагнитной волны:



(6)



где координата z изменяется в пределах



(7)




(8)


Вычислим амплитуду поля электромагнитной волны

	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
z, см	0	0,75	1,5	2,25	3	3,75	4,5	5,25	6	6,75	7,5
	88,3	152,2	262,4	452,3	779,6	1343,7	2316	3991,9	6880,3	11858,8	20439,6

Рис. 2 – график зависимости E_m(z) от продольной координаты z

2.7. Рассчитаем коэффициент усиления:



(9)


2.8. Рассчитаем выходную мощность:



(10)

2.9. Рассчитаем выходную мощность:



(11)


2.10. Рассчитаем выходную мощность:



(12)