Главная > СВЧ, ультразвук, аккустика > Техника сверхвысоких частот. Том 2
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

18.3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИХ ЛАМП

18.3.1 Устройство разрядников

Разрядники включают сверхвысокочастотную структуру, связанную с передающей линией и сконструированную таким образом, чтобы обеспечивалось оптимальное взаимодействие газового разряда с высокочастотным электрическим полем. В лампах с поджигом разряда постоянным или низкочастотным напряжением эффективное взаимодействие достигается за счет работы в области отрицательного свечения. Просачивающаяся мощность дуги

в разрядниках с высокочастотным поджигом остается постоянной в широком диапазоне изменения величины поступающей мощности, но, так же как и другие параметры, она сильно зависит от природы разряда. В большинстве случаев высокая плотность электронов и другие требуемые свойства, в том числе продолжительный срок службы, достигаются при заполнении разрядника одним из наиболее, тяжелых инертных газов при давлении

В распределенных структурах разряд поджигается в определенном месте самой передающей линии, закрытом с обеих сторон окнами с малой добротностью. Такая конструкция может быть выполнена в виде коаксиальной линии [75, 161, 162, 184], газовый разряд в которой возбуждается между внутренним и внешним проводниками. На частотах выше из-за трудности изготовления переходных устройств с жесткими допусками применяются прямоугольные или круглые [204] волноводы. Линейные размеры пространства взаимодействия должны составлять несколько длин волн, поэтому для уменьшения размеров на частотах ниже используются замедляющие системы. В одном из разрядников [183] на используется стержневая система, в которой разряд возникает между кончиками «пальцев». Вообще, в разрядниках с распределенными структурами для обеспечения достаточно высокой плотности электронов необходимо применять либо подогревные катоды, либо очень высокое импульсное напряжение, но зато эти разрядники могут работать при больших значениях мощности сверхвысоких частот.

В резонансных структурах взаимодействие газового разряда с высокочастотным полем значительно увеличивается. На практике применяют системы с неоднородным разрядом, плотность электронов в котором резко меняется [174], так что в этом случае может быть проведено только качественное сравнение с теорией. На рис. 18.9, а представлена конструкция типичного разрядника с высокой добротностью, состоящего из одиночного резонатора, в котором возбуждаются колебания модифицированного вида Пространство взаимодействуя расположено между остриями двух конусов, при этом добротность равна около 300. В таких конструкциях имеется тенденция к просачиванию мощности при работе передатчика за счет видов колебаний, не имеющих максимума напряжения в зазоре между конусами, однако это просачивание имеет место только при очень высоком уровне входной мощности, поскольку затухание составляет около —70 дб. Настройка резонатора осуществляется регулированием зазора между конусами.

На рис. 18.9, б показана широкополосная конструкция с низкой добротностью, состоящая из двух пар конусов, каждая из которых настраивается при помощи индуктивной диафрагамы. Добротность каждого элемента, нагруженного сопротивлением волновода, определяется зазором между конусами и размерами диафрагм и обычно составляет порядка 4. На обоих концах структуры прорезаны щели (их добротность равна половине добротности конусов),

являющиеся нагрузкой биноминального фильтра и увеличивающие полосу пропускания. Резонансные элементы разнесены на на этом расстоянии существует интерференция, обусловленная нераспространяющимися видами колебаний. Пробои в таких разрядниках в первый момент происходят у конусов, что быстро приводит к пробою газа вблизи входного окна большой подводимой мощностью. Общая изоляция, создаваемая окном и разрядным промежутком, составляет около 80—100 дб.

Рис. 18. 9. Резонансные структуры с газовым разрядом. Частота а — высокодобротнгя перестраиваемая система; б - широкополосная конструкция с низкой добротностью.

Широкополосные разрядники постепенно вытесняют разрядники с высокой добротностью, так как они могут работать при очень высоких мощностях и не ослабляют принимаемого сигнала при неточной настройке.

Лучшие гибкость конструкции и работа достигается путем разделения разрядной лампы и элементов схемы. В перестраиваемых по частоте конструкциях с отдельным резонатором разряд происходит в трубке с впаянными дисковыми электродами. Самые первые образцы [47] работали в диапазоне с различными внешними структурами. Точная настройка производилась плунжером, а связь с внешней передающей линией осуществлялась с помощью петли или отверстия. В последнее время в широкополосных устройствах стали использовать сменные конструкции, собранные из отдельных элементов, что позволяет независимо подбирать характеристики разряда.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление