Лампа бегущей волны
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
Задача 1
Домашнее задание на тему ЛБВ типа О
В ЛБВ в результате взаимодействия электронов с электромагнитной волной происходит максимально возможный отбор энергии у электронов - оптимальный вариант электрообмена.
Требуется:
Для заданных f (рабочая частота), l (длина замедляющей системы) и дисперсионной характеристики
определить:
1)оптимальное ускоряющее
)максимально возможный электронный КПД;
)как изменится если одну из заданных величин увеличить в 1,5 раза?
Исходные данные:
f = 9 ГГц;
l = 35 см;
l2 = 1,5l1
Решение:
Рисунок 1.1 - График дисперсионной характеристики
По графику (рисунок 1.1) определяем коэффициент замедления:
K = 0,11.
Скорость света м/с.
Определим фазовую скорость электромагнитной волны:
м/с.
Скорость электронов определяется ускоряющим напряжением:
где Кл - заряд электрона;
кг - масса электрона.
Максимально возможный отбор энергии у электронов - это оптимальный вариант энергообмена.
Для эффективного взаимодействия электронов с бегущей волной нужно, чтобы скорость электрона Ve была приближенно равна фазовой скорости электромагнитной волны VФ в направлении движения электронной. Это называется условием фазового синхронизма и записывается следующим образом:
Таким образом, получаем:
кВ.
КПД ЛБВ определяется как:
Время, за которое волна проходит замедляющую систему, определяется формулой:
с.
При увеличении длины замедляющей системы необходимо чтобы режим оставался оптимальным, т.е. фазовая скорость волны являлась оптимальной:
м/с.
кВ.
Задача 2
Выбор диодов СВЧ для конкретного применения
Выполнить:
) Указать выбранные типы, обеспечивающие лучшее качество работы и указать страницы справочника.
) Указать функциональное назначение выбранных типов диодов.
) Привести параметры:
характеризующие качество работы;
номинальные электрические;
предельные эксплуатационные данные;
параметры эквивалентной схемы;
) Привести вид и размеры корпуса.
Исходные данные:
Диоды - Смесительный
Переключательный
Генераторный
Линии - МПЛ
Диапазон частот - 10-12 ГГц.
Решение:
Длина волны, соответствующая диапазону частот 10-12 ГГц, составляет 3 см.
Смесительный диод - 2А109А
. Тип - кремниевый, точечный, смесительный.
Страницы справочника [2] - 237-238.
. Назначение - предназначен для применения в преобразователях частоты на длине волны 3 см.
. Параметры
Таблица 2.1 - Электрические параметры диода 2А109А
Потери преобразования при Рпд = 1 мВт и rпосл = 350 Ом, не более: при Т=+25 оС при Т=-60 оС … +12 оС 6,5 дБ 8 дБВыпрямительный ток при Рпд = 1 мВт и rпосл = 100 Ом, не более:0,9 мАНормированный коэффициент шума при Fупч = 1,5 дБ, не более:8,5 дБКоэффициент стоячей волны по напряжению при Рпд = 1 мВт и rпосл = 100 Ом, не более:1,6Выходное сопротивление при Рпд = 1 мВт и rпосл = 100 Ом220…380 Ом
Таблица 2.2 - Предельный эксплуатационные данные диода 2А109А
Рассеиваемая мощность: при Т=+125 оС при Т=-60 оС … +85 оС10 мВт 20 мВтРассеиваемая мощность при кратковременном воздействии (не более 1 ч) при Т=-60 оС … +85 оС100 мВтИмпульсная рассеиваемая мощность при 0,5…1 мкс и
1000 кГц300 мВтИмпульсная рассеиваемая мощность при кратковременном воздействии (не более 5 мин) при 0,5…1 мкс и
1000 кГц500 мВтЭнергия СВЧ импульсов0,3*10-7 ДжМощность плоской части импульса, просачивающегося через разрядник100 мВтТемпература окружающей среды-60 оС … +125 оС
. Корпус
Выпускает в металлостеклянном корпусе. Тип диода приводится на этикетке. Маркируется серой точкой у положительного электрода (вывод 1).
Масса диода не более 0,15 г.
Рисунок 2.1 - Корпус диода 2А109А
Переключательный диод - 2А511А
. Тип - кремниевый, диффузионный, переключательный.
Страницы справочника [2] - 315-317.
. Назначение - предназначен для применения в переключающих устройствах, модуляторах, фазовращателях, аттенюаторах сантиметрового и дециметрового диапазонов длин волн.
. Параметры
Таблица 2.3 - Электрические параметры диода 2А511А
Качество диода на высоком уровне мощности при кВт, Iпр = 500 мА и Uсм = 50 В, не менее
700Качество диода на низком уровне мощности Вт, Iпр = 500 мА и Uсм = 50 В и f=3 ГГц, не менее:
при Т=+25 оС
при Т=+125 оС
при Т=-60 оС2500
1750Прямое сопротивление потерь при Вт, Iпр = 500 мА и f=3 ГГц, не более2 ОмНакопленный заряд при Iпр = 100 мА и Uсм = 100 В, f=1 ГГц и tи = 10 мкс, не более350 нКлОбщая емкость при Вт, Uобр = 200 В и f=10…30 ГГц0,55…0,75 пФ
Таблица 2.4 - Предельный эксплуатационные данные диода 2А511А
Постоянное обратное напряжение50…200 ВПостоянный прямой ток700 мАИмпульсная падающая СВЧ мощность в коаксиале с W=50 Ом10 кВтТемпература окружающей среды-60…+100 оС
. Корпус
Выпускает в металлокерамическом корпусе с жесткими выводами. Тип диода в виде первой цифры приводится на корпусе.
Масса диода не более 0,25 г.
Рисунок 2.2 - Корпус диода 2А511А
Диод генераторный - АА724А
. Тип - арсенидогаллиевый, мезаэпитаксиальный, на эффекте Ганна, генераторный.
Страницы справочника [2] - 399-401.
. Назначение - предназначен для применения в генераторах сантиметрового диапазон длин волн.
. Параметры
Таблица 2.3 - Электрические параметры диода АА723А
Минимальн