2.1. Расчет выходной мощности
Для расчета используем выражение
После преобразований получаем расчетную формулу:
2.2 Расчет ускоряющего напряжения и параметров пучка
При проектировании клистрона значениями выходной мощности Pвых и технического КПД - ŋ обычно задаются.
Технический КПД клистрона определяется выражением:
ŋ = ŋэ ŋк = ŋэ (1- Qn/ Qo),
|
(3)
|
где ŋк- контурный КПД выходного резонатора; ŋэ -электронный КПД; Qo - собственная добротность выходного резонатора; Qn–нагруженная добротность выходного резонатора.
Для клистронов с двухзазорными резонаторами добротность Qo можно выбрать равной 3000.
Величину нагруженной добротности можно найти из уравнения:
Определим величину контурного КПД:
Найдем из уравнения (3) требуемое значение электронного КПД:
Рассчитаем микропервеанс электронного луча:
Выходная мощность связана с параметрами электронного потока соотношением:
Из уравнения (8) получаем аналитическое выражение для определения ускоряющего напряжения:
Исходя из полученных расчетных данных, можно определить ток луча и подводимую мощность:
2.3 Расчет электронной пушки
Скорость электронного пучка определяется выражением:
Выбор угла пролета по радиусу пролетного канала на высоких частотах ограничен до одномодового режима следующим уравнением:
где – электронная постоянная распространения, – радиальное волновое число, – волновое число, – угловая частота, – скорость электронов.
Выбор определяется рядом противоречивых условий. С одной стороны, его уменьшение приводит к повышению эффективности процесса взаимодействия. С другой – возрастает величина магнитного поля и плотность тока в пучке. На очень высоких частотах возникает также проблема изготовления пролетных каналов малого диаметра. Зависимость этого параметра от частоты, наблюдаемую на практике для МЛК, можно описать следующим приближенным выражением:
Выберем диаметр пучка, учитывая, что пропорционально уменьшению диаметра пролетного канала 2a увеличивается сходимость по радиусу электронного потока, что в свою очередь ставит ограничение на максимально допустимый первеанс электронной пушки. Выбираем угол пролета по радиусу пролетного канала . Ищем радиус пролетного канала:
Выбираем коэффициент заполнения пролетного канала пучком . Находим радиус луча:
Рассчитаем плотность тока луча:
Достарыңызбен бөлісу: |