WWW.METODICHKA.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Методические указания, пособия
 

Pages:   || 2 |

«Нойкин Ю.М., Лерер А.М., Махно П.В. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ к специальному практикуму «Физика и техника СВЧ и оптического диапазона» (направление подготовки 011800, радиофизика) ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Нойкин Ю.М., Лерер А.М., Махно П.В.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ



к специальному практикуму «Физика и техника СВЧ и оптического диапазона» (направление подготовки 011800, радиофизика) Часть VI

КОМПЛЕКСИРОВАННОЕ ИЗДЕЛИЕ СВЧ

Ростов-на-Дону Кафедра прикладной электродинамики и компьютерного моделирования

Учебное пособие разработано:

кандидатом физико-математических наук, доцентом Нойкиным Ю.М., доктором физико-математических наук, профессором Лерером А.М., кандидатом физико-математических наук Махно П.В.

Ответственный редактор – д.ф.-м.н., проф. Синявский Г.П.

Компьютерный набор и вёрстка – Махно П.В.

Печатается в соответствии с решением кафедры ПЭКМ физического факультета ЮФУ, протокол № от 2015 г.

Оглавление 1 ОБШИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2 СТРАТЕГИЯ В ПОЛУЧЕНИИ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ

3 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ ПРИ ИНДИВИДУАЛЬНОМ СОПРЯЖЕНИИ

ПАРАМЕТРОВ ПРИБОРОВ СВЧ В ЦЕПОЧКЕ

4 МОЩНЫЕ КОМПЛЕКСИРОВАННЫЕ ИЗДЕЛИЯ СЧ ДИАПАЗОНА

5 ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ВАКУУМНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

6 ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

7 МОЩНЫЕ КОМПЛЕКСИРОВАННЫЕ ИЗДЕЛИЯ, ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ...........19 8 ДОСТИЖЕНИЯ В СОЗДАНИИ ЛБВ ДЛЯ КИ

9 ДОСТИЖЕНИЯ В СОЗДАНИИ ТТУ ДЛЯ КИ

10 ЛАБОРАТОРНЫЙ МАКЕТ КОМПЛЕКСИРОВАННОГО ИЗДЕЛИЯ СВЧ

10.1 Лампа бегущей волны.

10.2 Источник питания

10.2.1 Входной фильтр

10.2.2 Выпрямитель.

10.2.3 Таймер

10.2.4 Преобразователь напряжения управляющего электрода ЛБВ

10.2.5 Преобразователь напряжения первого анода ЛБВ

10.2.6 Стабилизатрор

10.2.7 Повышающий стабилизатор напряжения анода и коллектора

10.2.8 Умножитель напряжения

10.2.9 Конструкция

11 ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

12 УКАЗАНИЕ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ

13 ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ

14 ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

14.1 Измерение частотной характеристики

14.2 Измерение зависимости выходной мощности КИ от ускоряющего напряжения ЛБВ

14.3 Измерение амплитудной характеристики

15 УКАЗАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ

16 УКАЗАНИЯ К ОТЧЁТУ

17 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

ЛИТЕРАТУРА

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

КОМПЛЕКСИРОВАННОЕ ИЗДЕЛИЕ СВЧ

Цель работы – изучить принципы построения, устройство и характеристики комплексированного изделия (КИ) СВЧ.

Самостоятельная работа – изучить пособие, занести в рабочую тетрадь:

а) название и цель лабораторной работы;

б) основные положения, формулы и рисунки, необходимые при ответе на контрольные вопросы.

1 ОБШИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

В настоящее время электровакуумные приборы (ЭВП) СВЧ находят широкое применение и удерживают лидирующее положение во многих областях науки и техники. Это связано с тем, что малая величина мощности излучения современных полупроводниковых приборов, низкая температурная и радиационная устойчивость, определяемая свойствами самих полупроводниковых материалов и p-n переходов, существенно сужают область их применения. К достоинствам электровакуумных приборов следует отнести длительный срок службы и достаточно высокую надёжность в работе [1].

Электровакуумные усилители широко используются в военной и гражданской аппаратуре, требующей большой мощности на высоких частотах (ВЧ), а также в области научных исследований, связанных с ускорением частиц высоких энергий и нагрева плазмы в контролируемых ядерных реакциях. В коммерческих спутниковых системах связи, телевещании, промышленном нагреве, радиолокационных станциях (РЛС) управления воздушным сообщением также в основном применяются электровакуумные усилители, особенно в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокую надёжность при больших мощностях и высоком КПД. Вакуумные электронные усилители находят широкое применение в медицине. Они являются надёжными компонентами военных радиолокационных систем, систем радиопротиводействия, систем спутниковой связи (наземного и космического базирования). Говоря о количественных характеристиках – порядка 185 тысяч электровакуумных усилителей эксплуатируются в составе аппаратуры более чем 270 военных систем, и их число продолжает расти [2].





Рождение современной вакуумной электроники можно связать с рядом открытий и технических достижений, среди которых важное место занимает изобретение лампы бегущей волны (ЛБВ).

ЛБВ, традиционно используемые в качестве выходных каскадов передатчиков, обеспечивают выходную мощность до сотен ватт, коэффициент усиления около 60дБ и КПД до 40% в полосе частот более октавы, однако имеют значительный коэффициент шума (до 30дБ) и крайне неравномерную амплитудночастотную характеристику (АЧХ) (до 20дБ) [2,3]. Преодоление указанных недостатков оказалось возможным в результате создания мощных вакуумнотвердотельных СВЧ модулей представляющих собой компактные полностью интегрированные в общем корпусе усилители, в состав которых входят три разнородных компонента: ЛБВ, твердотельный усилитель (ТТУ), подключённый к ЛБВ с небольшим усилением и высоким КПД и встроенный источник питания [1,2,4,5,6]. В России такие модули получили название «Комплексированные изделия» (далее по тексту КИ).

Основные функции ТТУ состоят в усилении входного сигнала с коэффициентом усиления 25–30дБ (около половины общего усиления КИ), снижение коэффициента шума до уровня около 10 дБ, в формировании плоской характеристики усиления модуля в сверхширокой полосе частот. Общее усиление модуля распределяется между ТТУ и ЛБВ так, чтобы добиться оптимальных параметров и стоимости. Параметры и габариты, достигаемые при сочетании этих технологий, значительно лучше тех, которые получают при использовании только одной из них.

2 СТРАТЕГИЯ В ПОЛУЧЕНИИ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ

В 90-х годах XX века был создан прорыв в разработке гибридных модулей.

Мощные СВЧ-модули смогли обеспечить средние мощности от 40 до 200Вт, усиление до 50дБ и полосы частот от трёх и более октав. Требования к импульсным характеристикам, необходимые для РЛС, легко реализуются путём введения быстродействующего модулятора с наносекундным временем нарастания и спада импульсов при частоте повторения сотни килогерц. В зависимости от назначения КИ могут работать на частотах в диапазоне от 2 до 45ГГц. Общий КПД оптимизированных узкополосных конструкций достигает 50%, а многооктавных широкополосных – более 35% [2].

Мощные СВЧ-модули успешно используются как отдельные блоки при построении сложных многофункциональных систем. Единичные КИ со средним уровнем мощности могут быть использованы как самостоятельный передатчик в тех случаях, когда размеры, масса, возможности охлаждения и мощность питания ограничены. Несколько КИ со сложением мощностей используют, когда требуются большие мощности при условии малой деградации параметров. КИ могут применяться также в активных фазированных решётках вплоть до X-диапазона (8– 12ГГц). КИ-технология применяется, в том числе в космосе. На связной спутниковой антенне вместо усилителя на ЛБВ возможно использование компактных КИ, которые обеспечивают выигрыш по массе, объёму и КПД. В совокупности это позволяет разместить большее число передатчиков на спутнике.

Усложнение задач, решаемых современными средствами локации, навигации, управления и связи, требуют всё более сложных по своей структуре СВЧсигналов. Их формирование и первичная обработка осуществляется СВЧ частью приёмопередатчика, в состав которого входят сложные цепочки (комплексы) СВЧ-приборов, генерирующих, преобразующих и усиливающих СВЧ-сигнал, соединённых между собой различными регулирующими и развязывающими пассивными СВЧ-элементами. Функциональное усложнение этой части радиоаппаратуры при традиционных методах конструирования приводит к значительному росту её массы и габаритных размеров, что становится серьёзным препятствием в решении многих конкретных задач, особенно для применения в бортовой аппаратуре [7].

В процессе поиска путей решения этой проблемы в начале 70-х годов появился новый тип изделий электронной техники – КИ СВЧ [4]. Согласно принятому в нормативных документах электронной промышленности определению, КИ СВЧ представляет собой взаимозаменяемое с однотипным устройство, состоящие из двух или более активных электронных приборов и пассивных СВЧэлементов, функционально и конструктивно сопряжённых между собой. В нём за счёт селективного согласования параметров приборов при их производстве достигается оптимальный режим работы, ведущий к повышению их технических и эксплуатационных характеристик. Так, например, первое комплексированное изделие СВЧ, заменившее в бортовом радиолокационном оборудовании самолёта «МИГ-23» преобразовательно-усилительную цепочку, построенную по традиционному принципу, позволило в несколько раз уменьшить массу и габаритные размеры СВЧ части передатчика, что, в свою очередь, вдвое увеличило число рабочих частот радиолокатора. При этом полностью прекратился поток рекламаций по СВЧ приборам с предприятия-изготовителя радиолокаторов, связанный с часто возникавшей невозможностью согласовать взаимосвязанные параметры входящих в усилительную цепочку отдельно поставляемых СВЧ-приборов.

Одной из ключевых особенностей комплексированных изделий, определяющих положительные эффекты от их применения, является селективное согласование в КИ СВЧ параметров функционально связанных между собой СВЧприборов [8,9].

3 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ ПРИ ИНДИВИДУАЛЬНОМ

СОПРЯЖЕНИИ ПАРАМЕТРОВ ПРИБОРОВ СВЧ В ЦЕПОЧКЕ

Приборы в сложной СВЧ-цепочке находятся в жёсткой функциональной взаимозависимости, которая определяет соотношение и сопряжение их параметров. В то же время радиоэлектронная СВЧ-аппаратура, основанная на традиционных методах конструирования, требует в процессе эксплуатации замены отдельных приборов, входящих в цепочку, взаимозаменяемости любого прибора другим прибором данного типа. Это возможно только при сопряжении типовых характеристик приборов в СВЧ-цепочке. Как показано в [10], при таком типовом сопряжении следует иметь большие запасы по параметрам, величина которых определяется неизбежным в производстве разбросом значений параметров сопрягаемых приборов, имеющих, как правило, распределение, близкое к нормальному.

Комплексирование – это процесс создания сложного многоэлементного взаимозаменяемого изделия, выполняющего определённые функции, отдельные элементы которого не могут быть заменены однотипными без их селективного отбора и индивидуального сопряжения по параметрам с остальными элементами КИ. Так, блок радиоаппаратуры или устройства, состоящий из взаимозаменяемых в процессе эксплуатации элементов, сколь бы компактным это устройство не было, не является комплексированным изделием.

Под «границами комплексирования» нужно понимать то количество функционально связанных элементов КИ, выше которого происходит такое изменение свойств КИ, что его создание становится технически (или экономически) нецелесообразным. Таким образом, границы комплексирования должны определяться, в первую очередь, основными свойствами КИ:

- высокими выходными техническими и эксплуатационными характеристиками (включая массу и габаритные размеры), недостижимыми при традиционном конструировании;

- функциональной законченностью изделия, то есть способностью КИ выполнять одну или несколько заданных функций;

- индивидуальном сопряжении входящих в КИ элементов по параметрам в результате селективного подбора элементов и минимально необходимой регулировки (оптимизации) их параметров (в том числе схемами обратной связи, входящими в КИ);

- несменяемость составных элементов КИ в процессе эксплуатации;

- наличием несущей конструкции, объединяющей в единое целое монтируемые на ней элементы КИ;

- компактностью и взаимозаменяемостью конструкции, обеспечивающей быструю смену КИ в эксплуатации как целого;

- ремонтопригодностью КИ.

4 МОЩНЫЕ КОМПЛЕКСИРОВАННЫЕ ИЗДЕЛИЯ СЧ ДИАПАЗОНА

За рубежом КИ СВЧ получили название «Мощные СВЧ-модули»

(Microwave Power Modules). Эти модули заняли промежуточную по мощности область между твердотельными и вакуумными приборами и при этом заимствовали лучшие качества и тех и других. Уровни СВЧ-мощности, от десятков до ста и более ватт, в средней части сантиметрового диапазона, являются пограничными между мощностями твердотельных и электровакуумных усилительных приборов.

Каждая технология в отдельности не способна обеспечить оптимальную конструкцию передатчика по совокупности таких параметров, как масса, габарит, КПД, потребляемая мощность, шумы и т.д. Малогабаритные эффективные передатчики с такой мощностью необходимы для радиолокаторов с синтезированной апертурой, передатчиков спутниковых линий связи, аппаратуры мобильной связи гражданского и военного назначения. Наиболее высокие показатели качества и расширенные функциональные возможности достигаются КИ, дополненными независимыми пассивными узлами, блоками электропитания, управления параметрами и автоматическими средствами регулирования. Основным достоинством КИ является его конструктивная законченность, за счёт чего габарит СВЧ передатчика может быть сокращён в 4 – 5 раз, а масса уменьшена в 2 – 3 раза. При этом за счёт модульности достигается высокая ремонтопригодность изделия.

5 ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ВАКУУМНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Рассмотрим достоинства и недостатки вакуумной электроники, основная область применения которой – высокие уровни мощности (от 1кВт и выше).

При использовании усилителей в системах многоканальной радиосвязи, телевизионных вещательных передатчиках, наземных и спутниковых ретрансляторах, кроме обеспечения нужного уровня мощности и КПД, особое значение приобретает возможность работы в расширенном диапазоне линейного усиления, при котором перекрёстные взаимные нелинейные искажения остаются в допустимых пределах.

Суммирование высокочастотных колебаний от многих активных элементов позволяет повысить уровень выходной мощности, но при этом возникают сложности, связанные с конструкцией и КПД устройств разветвления и суммирования, с обеспечением фазовой идентичности суммируемых каналов и с предотвращением паразитного самовозбуждения.

Некоторые из указанных проблем легче решаются при использовании вакуумных приборов, отличающихся к тому же значительно более высокой стойкостью к радиационным воздействиям, что особенно важно для ряда применений (космос, атомная энергетика, ускорители частиц). Для традиционных вакуумных активных приборов характерно высокое напряжение питания – порядка десятков киловольт, что затрудняет их применение в бортовой и спутниковой аппаратуре, высокие значения коэффициента шума (до 30дБ), большая неравномерность АЧХ.

Но современные многолучевые конструкции уже обеспечивают высокую и сверхвысокую мощность при рабочих напряжениях, пониженных до единиц киловольт.

Вакуумные активные компоненты мощных СВЧ-усилителей достаточно разнообразны. К ним относятся однолучевые пролётные многорезонаторные клистроны, характерные значения мощности которых в непрерывном режиме не превышают 50кВт. Получили развитие многолучевые клистроны (МЛК), способные одновременно возбуждать колебания множества (от 8 до 36) лучей, выходная мощность которых суммируется.

Появившийся на рынке в 90-е годы клистрод (Inductive Output Tube – IOT) представляет собой комбинацию клистрона и тетрода: входной поток электронов модулируется по плотности, как в тетроде, и по скорости, как в клистроне, а отбор мощности сгруппированного потока соответствует механизму, использованному в клистроне. Прибор этого типа отличается повышенным КПД и линейностью усиления при высокой мощности, что предопределяет его широкое применение в телевизионных передатчиках дециметрового диапазона.

В многолучевом клистроде снижается требуемое напряжение питания и упрощается реализация управляющих сеток. В России выпускаются конкурентоспособные клистроды, о чем говорит близость параметров18-лучевого клистрода «Истрон» мощностью 64кВт на диапазон частот 0,47 – 0,81ГГц, созданного в ГНПП «Исток», и подобного прибора 10Е8404 ведущей английской фирмы E2V Technologies с некоторым преимуществом отечественного изделия по КПД и по коллекторному напряжению.

Интересная разновидность клистрода – лампа с энергосберегающим коллектором и индуктивным выходом ESCIOT (Energy Saving Collector Inductive Output Tube) фирмы E2V. В приборе этого типа используется каскадное соединение промежуточного клистрода и выходного усилительного клистрона с охлаждаемым водой коллектором. Выходная мощность ламп ESCIOT в непрерывном режиме достигает 100кВт в диапазоне частот 11 – 44 ГГц при КПД до 60% и полосе частот 50МГц.

Мощность ламп бегущей волны типа О со спиральной замедляющей системой малого диаметра составляет 200Вт на частотах 10 – 15 ГГц при КПД до 60%, относительной широкополосности 1 – 2 октавы и долговечности до 150 тысяч часов. Применение периодической замедляющей системы в ЛБВ позволяет увеличить её рабочую частоту и повысить КПД, но при этом полоса частот входного сигнала уменьшится. Многолучевые ЛБВ компактны и работают при меньших значениях питающего напряжения в сравнении с ЛБВ типа О и с периодической замедляющей системой.

Амплитрон, представляющий собой усилительный прибор со скрещенными электрическим и магнитным полями и разделёнными входной и выходной цепями, обеспечивает наиболее высокий для вакуумных СВЧ усилительных элементов КПД (90%) и сверхвысокую мощность (от 1кВт и выше) при синхронизации частоты автоколебаний внешним узкополосным сигналом.

Миниатюрный синхронизированный магнетронный усилитель (МСМ) выполнен на основе более простой комбинации автогенераторного магнетрона и ферритового циркулятора, разделяющего синхронизирующий входной и выходной сигналы.

В гиротронных усилителях используется полный винтовой электронный поток и непрерывное взаимодействие с бегущей волной, как в ЛБВ, что обеспечивает КПД до 70% в миллиметровом диапазоне длин волн при мощности до 100кВт в течение нескольких десятков секунд.

Для усилителей телевизионного сигнала разрабатываются ЛБВ с непрерывной мощностью 180 – 400 Вт в диапазоне частот 13 – 14ГГц, оптимизированные по линейности амплитудной характеристики. Для выполнения требований электромагнитной совместимости в них встроены средства формирования маски амплитудно-частотной характеристики. На сайте компании Communication & Power Industries приведены результаты сравнения характеристик транзисторного усилителя SSCI-200 с номинальной мощностью 200Вт и усилителя на ЛБВ типа VZCA4 с номинальной мощностью 400Вт, функционирующих в полосе частот 0,5 – 6,4 ГГц (S,C диапазон) и сопоставимых по малосигнальному коэффициенту усиления (80дБ). Показано, что усилители на ЛБВ превосходят твердотельные устройства на 3 – 6 дБ по уровню мощности насыщения и по паразитным нелинейным эффектам в области линейного усиления. Они отличаются более высоким КПД (50 – 60% для VZC-6964A4 против 25 – 30% для SSCI-200). Однако усилители на ЛБВ проигрывают по массогабаритным показателям и по напряжению источников питания.

Широкое распространение получили мощные усилители и генераторы СВЧколебаний различного назначения, производимые французской корпорацией Thales Group. Клистроны средней мощности на полосу частот до 18,4ГГц отличаются высокоскоростной перестройкой на любую из 50 фиксированных частот за время менее 1с. Спиральная ЛБВ модели ТН3998 обеспечивает 8кВт импульсной мощности со скважностью 20 в диапазоне частот 2 – 4ГГц; ЛБВ модели ТН4428 – 40Вт в полосе частот 25 – 33ГГц. Мгновенная полоса частот сигнала усилительной ЛБВ этой корпорации с периодической замедляющей системой составляет 5 – 10%, интервал частот – 3 – 94 ГГц, уровень мощности – 1МВт в импульсе (20кВт в непрерывном режиме) на частоте 44ГГц.


Уровень мощности сверхмощного многорезонаторного клистрона модели ТН2132 – 45МВт за 4,5мкс или 150МВт за 1мкс при КПД 65%. Усилитель магнетронного типа со скрещенными полями (Crossed-Field amplifiers, CFA) ТН4310А, предназначенный для наземных и бортовых радиолокаторов, обеспечивает на частоте 2,3ГГц импульсную мощность 660кВт или непрерывную 10кВт при усилении 50дБ.

Заметные достижения в технике генерирования и усиления мощных колебаний СВЧ имеются у отечественных производителей. Например, в концерне радиостроения «Вега» были проведены экспериментальные исследования прототипа прибора магнетронного типа (амплитрон) 10-см диапазона длин волн с номинальной выходной мощностью порядка 70 – 80Вт. Прибор первоначально был разработан для работы в непрерывном режиме и обеспечивал промышленный КПД до 55 – 60%.

Модель усилителя СМ5 ГНПП «Исток» на миниатюрном синхронизированном магнетроне работает на частоте 6ГГц, выдаёт мощность 25Вт, имеет массу 0,25кг. Усилитель «Истрон» того же производителя, собранный на клистроде работает в диапазоне частот 0,47 – 0,81ГГц, выдаёт мощность 64кВт. Одна из модификаций усилителя «Река» этого же производителя имеет рабочую частоту 7ГГц, полосу частот 6%, выходную импульсную мощность 45 – 75кВт, массу 20кг.

Сравнительные данные мощных вакуумных СВЧ усилителей приведены в Таблице 1. В качестве параметров для сопоставления выбраны: интервал рабочих частот (f), выходная мощность в непрерывном режиме насыщения (Pвых), малосигнальный коэффициент усиления (КP0), ширина полосы частот сигнала (W), линейная составляющая неравномерности группового времени запаздывания в полосе усиления (ГВЗ), наибольшее значение коэффициента АМ/ФМ преобразования (АФ), мощность потребления от источника питания переменного тока (Рпотр), масса радиочастотного блока (m).

Примечание к Таблице1. Ант – монтируемые на антенне; АРМ – встроенная автоматическая регулировка мощности; Атт – встроенный аттенюатор 0 – 25дБ с шагом 0,1дБ; В – воздушное охлаждение; ДИ – длинные импульсы; Защ

– имеется защита; К – компактная модель; Лин – встроенный линеаризатор; МЛК – многолучевой пролётный клистрон; МСМ – миниатюрный синхронизированный магнетрон; Мот – моторизированная перестройка; ПЗФ – встроенный полосно-заграждающий фильтр на полосу приёмника; ТВ – источник телевизионного сигнала; 10-н – 10 фиксированных настроек; WR – волноводный соединитель; Э – высокий энергетический КПД; Уск – источник мощности для ускорителя ионов; ШП – широкополосный; * – мощность в импульсном режиме.

–  –  –

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ

УСИЛИТЕЛЕЙ

Достоинством твердотельных усилителей является в первую очередь низкое напряжение питание и относительно малые габариты. Основной недостаток – уровень мощности редко превышает 500Вт в импульсном режиме для одного транзистора. При уровне мощности 0,1 – 1кВт в диапазоне частот 1 – 4ГГц (S диапазон) твердотельные устройства успешно конкурируют с усилителями на спиральных ЛБВ. Ряд фирм (например, израильская Elisra) разрабатывают для этой ниши твердотельные усилители, заменяющие известные усилители, построенные на ЛБВ. Многие производители усилителей выпускают вакуумные и твердотельные модели с близкими параметрами.

Большинство производителей твердотельных усилительных СВЧ-устройств предлагают широкую гамму изделий, отличающихся уровнем мощности при одинаковых частотах. Особенность миниатюрной, но мощной GaAs-микросхемы MAAPGM0079-DIE (20Вт на частоте 10,5ГГц) компании М/А-СОМ – монтаж на теплопроводящем радиаторе. В сверхмощных усилителях KAW5080 (выходная мощность до 1,8кВт на частоте 1ГГц) компании AR Worldwide и МРКМ-14500/R концерна General Dynamics (до 500Вт на частоте 14,5ГГц) используется сложение мощностей 8 – 16 транзисторных субблоков.

Кроме того, они оснащены развёрнутыми подсистемами управления, модуляции, расширения динамического диапазона линейности. В выходном каскаде высоколинейного усилителя миллиметрового диапазона 40T26G40A (до 45Вт на частоте до 40ГГц) концерна Satcom Technologies применяется сложение мощностей восьми GaAs-транзисторов. В России, например, ГНПП «Исток» выпускает широкополосные усилители мощности А301.04 на диапазон частот 2 – 4 ГГц с коэффициентом усиления 30дБ и мощностью 1,3Вт в насыщении, С8-50 того же диапазона с коэффициентом усиления 35дБ и мощностью 25Вт в насыщении, «Борона - 1» на диапазон частот 5 – 6,2ГГц с коэффициентом усиления 35дБ и мощностью 16Вт, А412П на диапазон 4

– 12ГГц с коэффициентом усиления 37дБ и мощностью 1.6Вт в насыщении. Среди отечественных мощных твердотельных усилителей можно так же выделить твердотельные телевизионные передатчики СИГМА мощностью до 1кВт в дециметровом диапазоне длин волн, созданные специалистами отдела систем телевидения и радио Московского технического университета связи и информатики.

Уменьшить габарит усилителей мощности на транзисторах (УМТ) можно применением специальных транзисторных сборок (палетт), обеспечивающих выходную мощность порядка 150Вт. Палетты фирмы Integra и М/А-СОМ имеют габаритный размер 25мм в ширину и 50мм в длину, высота отсека для палетты –

–  –  –

МОЩНЫЕ КОМПЛЕКСИРОВАННЫЕ ИЗДЕЛИЯ,

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ

Мощные комплексированные изделия СВЧ, в частности, усилители, построены по типовой схеме: твердотельный предварительный усилитель, мощный вакуумный усилитель, источник питания. Лампа бегущей волны обеспечивает выходную мощность порядка сотен ватт, но имеет большой коэффициент шума (до 30дБ) и большую неравномерность АЧХ (до 20дБ) в диапазоне частот. Основные функции твердотельного усилителя состоят в усилении входного сигнала (около половины общего усиления), снижении коэффициента шума, а также в формировании характеристики усиления с учётом АЧХ ЛБВ в широком диапазоне частот. Дополнительно вводятся при необходимости разнообразные корректирующие цепи (например, амплитудно-фазовые). Распределение усиления между предварительным твердотельным и мощным выходным вакуумным усилителями позволяет оптимизировать параметры усилительной цепочки в целом, а именно:

- уменьшить размер и массу за счёт уменьшения коэффициента усиления и сокращения длины ЛБВ;

- увеличить широкополосность за счёт уменьшения усиления ЛБВ;

- максимально увеличить КПД благодаря использованию в ЛБВ многоступенчатого коллектора;

- достичь приемлемого коэффициента шума (10дБ) благодаря применению твердотельного усилителя;

- ввести в КИ элементы выравнивания частотной характеристики усиления, схемы температурной компенсации и линеаризации;

- повысить надёжность за счёт снижения высоких напряжений ЛБВ с уменьшенным коэффициентом усиления.

Согласно оценке специалистов компании Li-3 Communication мощный модуль Кu диапазона (12 – 18ГГц) с выходной мощностью 100Вт в целом в пять раз меньше по объёму и массе своего вакуумного аналога (с учётом питания и охлаждения) и в восемь раз меньше соответствующего полупроводникового устройства.

Таким образом, мощные СВЧ-модули способны обеспечить в единице объёма максимальную мощность по сравнению как с вакуумными, так и с полупроводниковыми приборами.

В настоящее время МКИ серийно выпускает ряд фирм, включая L3 Communication EDD, Triton, Northrop и CPI (США), Thales (Франция) и NEC (Япония). Модули полностью перекрывают диапазон частот от 2 до 4ГГц. В России модули разного диапазона частот и функционального назначения выпускает ГНПП «Исток», корпорация «Фазотрон» совместно с Томским НИИПП и т.д. [12, 13, 14].

Сравнительные данные комплексированных изделий приведены в Таблице 3.

Таблица 3. Сравнительные данные комплексированных изделий СВЧ

8 ДОСТИЖЕНИЯ В СОЗДАНИИ ЛБВ ДЛЯ КИ

ЛБВ, используемые в КИ, обладают меньшим габаритом, являются более лёгкими и имеют более высокий КПД, также немаловажно снижение питающих напряжений.

Существенно уменьшить габарит и массу ЛБВ удалось путем применения периодической фокусировки электронных потоков с использованием как электростатических, так и магнитных линз. Лампы с периодической магнитной фокусировкой называются пакетированными. В настоящее время для периодической магнитной фокусировки в ЛБВ применяются магниты из самарий-кобальтового сплава, обладающего высокой коэрцитивной силой, которые имеют малые размеры.

Один из известных методов повышения КПД заключается в использовании замедляющих систем с переменным коэффициентом замедления для сохранения синхронизма между скоростью электронов и фазовой скоростью электромагнитной волны. Дело в том, что электроны, отдавая энергию волне, постепенно замедляют свое движение и электронный сгусток смещается в область ускоряющей полуволны поля. Тем самым нарушается первоначальное условие синхронизма. Поэтому замедляющую систему конструируют так, чтобы было некоторое увеличение коэффициента замедления к выходному концу лампы. При спиральной замедляющей системе это достигается плавным уменьшением шага спирали. Такие ЛБВ называются изохронными.

Эффективен и широко распространен метод повышения КПД с помощью торможения электронов после замедляющей системы. При этом понижается потенциал коллектора по сравнению с потенциалом замедляющей системы. Пучок электронов после прохождения замедляющей системы поступает на коллектор, где рассеивается оставшаяся кинетическая энергия. Так как в ЛБВ весь ток пучка течёт в цепи коллектора, потенциал которого обычно равен потенциалу замедляющей системы, то от источника питания коллектора потребляется мощность P0=I0U0. Если теперь потенциал замедляющей системы остался неизменным, а потенциал коллектора уменьшился, то выходная мощность ЛБВ останется прежней, а мощность, потребляемая от источника питания коллектора, снизится, что означает повышение КПД. Физически это объясняется тем, что электроны тормозятся в пространстве между замедляющей системой и коллектором и рассеивают на коллекторе меньшую кинетическую энергию. Торможение означает переход некоторой части кинетической энергии в энергию электростатического поля и возврат (рекуперация) энергии в источник питания.

Поскольку в пучке присутствуют электроны с различными энергиями, увеличение КПД достигается наиболее эффективно в секционированных коллекторах, в которых на секции подаются различные потенциалы. Степень допустимого понижения напряжения на коллекторе определяется распределением электронов по скоростям и ограничивается возможностью возникновения обратной связи за счёт обратных электронов, летящих с коллектора, которые вызывают нагрев замедляющей системы.

Развитие систем радиопротиводействия вызвало необходимость разработок КИ с двухрежимными ЛБВ, которые в зависимости от режима питающих напряжений могут обеспечить попеременно импульсный или непрерывный режим работы. Применение таких ЛБВ приводит к существенному уменьшению массы и габаритов бортовой аппаратуры.

Одним из перспективных направлений развития ЛБВ является разработка ламп, замедляющая система которых и некоторые другие элементы выполняются путем напыления металлов на керамические платы. В будущем предполагается полный переход от объёмных элементов на планарные печатные элементы, которые изготавливаются технологическим процессом, аналогичным принятым в микроэлектронике для интегральных схем. Пленочная технология обеспечивает высокую точность изготовления мелкоструктурных замедляющих систем с жесткими допусками, а также сложных замедляющих систем, которые трудно выполнить обычными методами. Миниатюрные ЛБВ на печатных элементах характеризуются малыми размерами, низкой стоимостью и хорошей повторяемостью параметров от лампы к лампе. Это делает их перспективными для применения в КИ.

9 ДОСТИЖЕНИЯ В СОЗДАНИИ ТТУ ДЛЯ КИ

При разработке ТТУ для КИ коммерческого и военного назначения постоянно ужесточаются требования, предъявляемые к их эффективности и экономичности. Данная тенденция обусловлена многими факторами, варьирующимися от проблем с обеспечением необходимого теплового режима (из-за уменьшения размеров компонентов схемы усилителей) до требований к энергопотреблению всей системы в целом (часто КИ входят в состав бортовой аппаратуры). В этих условиях применение высокоэффективных СВЧ – интегральных микросхем (ИМС) позволяет не только понизить массу аппаратуры, по сравнению с системами, использующими волноводы, но и повысить стойкость системы к вибрации, а также упростить ее настройку (за счёт применения большого количества однотипных дискретных усилителей). Небольшие габариты современных СВЧ-ИМС и других пассивных СВЧ компонентов (например, блокирующих конденсаторов) делают их идеальными для построения систем на основе активных фазированных антенных решёток (АФАР), что позволяет понизить стоимость системы в пересчёте на 1Вт выходной мощности. При изготовлении ТТУ для КИ часто используется коммерчески доступная pHEMT (pseudomorphic high-electron-mobility transistor псевдоморфный транзистор с высокой подвижностью электронов - ПВПЭ) технология на основе арсенида галлия (GaAs), позволяющая получать подложки диаметром 15см и толщиной 100мкм. Использование данной технологии предпочтительнее, нежели использование более тонких подложек, поскольку она дешевле, обеспечивает большую прочность подложки, больший процент выхода годных кристаллов. И что немаловажно – кристаллы, полученные по этой технологии, более просты в обращении с технологической точки зрения. Для достижения наибольшей эффективности в Ка-диапазоне (26 – 40ГГц) активный элемент СВЧИМС использует стандартную длину затвора 0,15мкм и изготовлен по pHEMTтехнологии. Приемлемый размер кристалла, обеспечивающего работу в заданном диапазоне частот, достигается традиционными методами за счёт применения особой топологии согласующих цепей на основе сосредоточенных элементов, разработанной при интенсивном использовании специализированного программного обеспечения для электромагнитного моделирования.

Точный расчёт и качественное изготовление топологии усилителя в значительной степени влияют на стабильность его работы, срок службы и отдаваемую им мощность. Такие параметры топологии, как длина затвора, расстояние между затворами, количество элементарных затворов, расположенных между цепями истока, определяют ВЧ-мощность, отдаваемую транзистором, стабильность его параметров, температуру канала транзистора (и, следовательно, надёжность и срок службы), а также размеры и как следствие – стоимость конечного продукта. Измерения параметров тестовой рНЕМТ-структуры, при различных значениях выходного импеданса и разной топологии входных/выходных согласующих цепей, позволили оценить влияние различной топологии на отдаваемую активным элементом мощность, которая варьировалась в диапазоне от 600 до 800мВт/мм при номинальном значении тока затвора.

10 ЛАБОРАТОРНЫЙ МАКЕТ КОМПЛЕКСИРОВАННОГО ИЗДЕЛИЯ

СВЧ

При создании лабораторного макета комплексированного изделия СВЧ использовались три основных компонента:

- Лампа бегущей волны УВ-42.

- Твердотельный усилитель на ПТШ.

- Блок питания.

10.1 Лампа бегущей волны.

В лабораторном макете использовалась пакетированная ЛБВ УВ-42, паспорт №966. Рабочие напряжения и токи лампы приведены в Таблице 4.

–  –  –

Твердотельный усилитель В лабораторном макете комплексированного изделия используется малошумящий твердотельный усилитель (ТТУ) на полевом транзисторе с барьером Шоттки (ПТШ).

Структурная схема ТТУ представлена на рисунке 2.

–  –  –

ТТУ состоит из трёх балансных усилительных каскадов на арсенидгаллиевых ПТШ, двух коаксиально-микрополосковых переходов (КМП) и стабилизатора напряжения, заключённых в герметичный корпус с целью обеспечения безотказной работы усилителя при неблагоприятных климатических условиях.

Питание всех ПТШ производится по схеме с автосмещением (рисунок 3).

–  –  –

Принципиальная схема каскадов усилителя приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Принципиальная схема одного каскада балансного усилителя Используемые в усилителе ПТШ (ATF10136) в рабочем диапазоне частот имеют коэффициент устойчивости менее единицы. Усилительные звенья первого каскада в целях сохранения низкого коэффициента шума работают в режиме потенциальной неустойчивости. По входу осуществляется согласование на минимум шума, по выходу – на минимум КСВН. Благодаря применению балансной схемы усиления достигается значительное улучшение входного и выходного КСВН каскада во всей рабочей полосе частот и устойчивость всего каскада.

В усилительных звеньях второго каскада с целью увеличения устойчивости введена параллельная частотно-зависимая отрицательная обратная связь (ООС).

Этот каскад согласован с целью выравнивания АЧХ коэффициента усиления ТТУ в целом и получения минимального выходного КСВН в рабочем диапазоне частот.

В качестве СВЧ мостов, используемых в балансных каскадах, применяется мосты Ланге на связных МПЛ.

Для получения необходимых амплитудно-частотных характеристик используется корректор АЧХ на основе моста Ланге. Два резонатора, включённых в развязанные плечи моста Ланге, определяют рабочую полосу частот усилителя и величину наклона АЧХ. Величина наклона определяется величиной резистора, а рабочая полоса определяется длиной и шириной резонатора.

Для стабильности работы транзистора в широком температурном диапазоне используются стабилизаторы тока.

Параметры усилителя:

- Полоса частот, ГГц – 2,0 – 3,2.

- Выходная мощность, Вт – 0,04

- Коэффициент усиления, дБ – 40,5.

- Полоса усиления на уровне 2 дБ – 43,04%

- КСВН входа – 2,61

- КСВН выхода – 1,55

- Напряжение питания, В – 12.

- Ток потребления, А – 0,1.

- Габаритный размер, мм – 50х100х20.

10.2 Источник питания Компоненты комплексированного изделия требуют питания стабилизированным напряжением различного значения. В качестве источника напряжений используется разработанный в рамках создания лабораторной работы блок питания (далее Блок). Все напряжения можно менять в некоторых пределах, обеспечивая тем самым гибкость применения блока с различными типами ЛБВ и ТТУ. Для обеспечения продолжительного срока службы ЛБВ, напряжения на её электроды подаются в порядке, рекомендованном производителем. Функции таймера выполняет специальный узел, который подаёт сигналы на включения преобразователей напряжения в определённой последовательности. Все выходы имеют электронную защиту от перегрузки.

–  –  –

10.2.1 Входной фильтр Так как блок питания представляет собой импульсное устройство, подключаемое к сети 220В, то для подавления помех, создаваемых при работе его преобразователей, а так же защиты самой схемы от возможных помех, которые присутствуют в городской сети (наводки от грозовых разрядов, работа электродвигателей, коммутация сильноточных цепей и др.) на входе блока установлен фильтр, уменьшающий уровень дифференциальных и синфазных высокочастотных помех.

Также на нём расположена плавкая вставка и варистор. На рисунке 6 изображена схема фильтра.

–  –  –

Сетевое напряжение понижается трансформатором TR1 и подаётся на диодный мост VD1. Выпрямленное пульсирующее напряжение сглаживается конденсатором С2. Для гальванической развязки в блоке питания КИ используются два выпрямителя. Выпрямитель 12В питает стабилизатор напряжения накала ЛБВ (6,3В), а выпрямитель 30В – все остальные цепи блока. Необходимость гальванической развязки вызвана тем, что накал соединён с катодом, который, в свою очередь, находится под высоким отрицательным напряжением.

10.2.3 Таймер При построении блока использовался промышленный таймер H3DS японской компании OMRON (рисунок 8).

Рисунок 8 – Таймер H3DS Omron Данный таймер имеет регулировку времени срабатывания и возможность изменять тип и форму выходного сигнала.

10.2.4 Преобразователь напряжения управляющего электрода ЛБВ Схема преобразователя изображена на рисунке 9.

Рисунок 9 – Схема преобразователя напряжения управляющего электрода Преобразователь построен на основе микросхемы ШИМ-контроллера TNY264G, со встроенным высоковольтным полевым транзистором. Обратная связь реализована с помощью оптопары КР1010. В качестве источника опорного напряжения использована микросхема TL439. Регулировка выходного напряжения осуществляется переменным резистором R5.

10.2.5 Преобразователь напряжения первого анода ЛБВ Схема преобразователя изображена на рисунке 10.

Рисунок 10 – Схема преобразователя напряжения первого анода Преобразователь построен на основе микросхемы ШИМ-контроллера UC2843A.

Данная микросхема содержит внутренний стабилизатор управляющих цепей, источник опорного напряжения, выходной ключ на биполярных транзисторах. В качестве силового ключа используется внешний полевой транзистор IRF840N. Рабочая частота ШИМ-контроллера задаётся RC-цепочкой R1C2, регулировка выходного напряжения – делителем R7R8.

10.2.6 Стабилизатрор Схема стабилизатора изображена на рисунке 11.

Рисунок 11 – Схема стабилизатора напряжения.

Стабилизаторы, включённые в состав блока, построены на микросхеме КР142ЕН12 по типовой схеме. Стабилизатор 12В предназначен для питания ТТУ.

Стабилизаторы анода и коллектора питают повышающие преобразователи. Регулирующий элемент стабилизатора коллектора вынесен на лицевую панель, регулировка остальных стабилизаторов производится при настройке блока.

10.2.7 Повышающий стабилизатор напряжения анода и коллектора Схема модуля изображена на рисунке 12.

Рисунок 12 – Схема повышающего преобразователя напряжения Преобразователь построен по классической мостовой схеме ШИМпреобразователя с использованием контроллера TL494, полумостового драйвера силовых ключей IR2113 и полевых транзисторов с изолированным затвором IRF540. Питание моста осуществляется изменяемым напряжением, вследствие чего осуществляется регулировка выходного напряжения. Питание слаботочной части схемы осуществляется от внутреннего стабилизатора. Выходное напряжение преобразователя имеет форму, близкую к синусоидальной, что, в свою очередь, позволяет применить схему умножения напряжения.

10.2.8 Умножитель напряжения Схема умножителя напряжения изображена на рисунке 13.

Рисунок 13 – Схема умножителя напряжения Прибор построен по классической схеме последовательного умножителя на два. К достоинствам этой схемы можно отнести значительно меньший вес и габарит, чем у преобразователей, построенных по другому принципу.

10.2.9 Конструкция Платы преобразователей и фильтра расположены на металлическом шасси, которое, в свою очередь, помещается в металлический корпус. Подключение сетевого напряжения осуществляется по схеме ноль – фаза – заземление с обязательным заземлением корпуса по отдельной шине.

Разработанный блок позволяет использовать при измерениях различные типы ламп, устанавливая для каждой из них оптимальный рабочий режим работы.

Это положительно сказывается на сроке службы ЛБВ и точности результатов измерений

11 ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Для экспериментального изучения физического принципа действия КИ и его характеристик используется лабораторная установка, структурная схема которой приведена на рисунке 14.

Рисунок 14 – Схема лабораторной установки

На рисунке 14 обозначены:

А2 – твердотельный усилитель на ПТШ;

А3 – лампа бегущей волны УВ-42;

G1 – генератор сигналов высокочастотный Г4-80;

G2 – источник постоянного тока;

P1 – индикаторный блок Я2М-64 ваттметра М3-28;

W1 – вентиль ферритовый коаксиальный Э8-14;

W2 – аттенюатор 50Ом 10дБ из комплекта М3-28;

XW1 – 50-омный коаксиальный переход Э2-11 типа «гнездо-гнездо» с сечения 16/7 на сечение 7/3;

XW2 – коаксиальный переход;

XW3 – коаксиальный переход;

Б, В, Г – кабели коаксиальные высокочастотные соединительные;

X1-X5 – клеммы заземления;

Д – жгуты питания ТТУ;

Е – жгуты питания ЛБВ.

Ферритовый вентиль W1 служит для развязки генератора G1 от ВЧ-тракта, так как отражённый от входа ТТУ вследствие неидеальности согласования сигнал, поступая в генератор, может привести к эффекту затягивания частоты генератора.

Аттенюатор W2 введён в схему для уменьшения чувствительности ваттметра с целью предотвращения выхода его их строя при переключении в положение 1 переключателя высокочастотного W3, так как максимальная мощность, которую можно получить на выходе КИ, значительно выше предельной мощности, измеряемой ваттметром М3-28.

Источник постоянного тока G2 позволяет изменять ускоряющее напряжение ЛБВ в пределах 800-1200В и обеспечивать ток коллектора до 13мА.

Внешний вид лабораторной установки показан на рисунке 15.

–  –  –

12 УКАЗАНИЕ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ

ВНИМАНИЕ!

При подготовке рабочего места необходимо выполнять правила, изложенные в разделе «К» инструкции «Техника безопасности при работе с радиоэлектронным оборудованием» и «Правила техники безопасности и производственной санитарии в производстве радиоаппаратуры и аппаратуры проводной связи».

В остальном руководствоваться «Инструкцией по технике безопасности для студентов в учебной лаборатории», предварительно изучив её.

Изучить раздел «Указание мер безопасности» в «Техническом описании и инструкции по эксплуатации» к каждому прибору, входящему в установку и руководствоваться им при работе.

13 ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ

Внимание!

Поставить переключатель ПРЕДЕЛЫ ИЗМЕРЕНИЯ блока Я2М-64 в положение ВЫКЛ.

Для подготовки к измерениям необходимо проделать следующее:

1) подготовить измерительные приборы к работе в соответствии с их эксплуатационной документацией;

2) провести калибровку выходной мощности генератора G1 (см. п.9.2. ТО и ИЭ) на частоте 2500 МГц;

3) нажать кнопку (генерация отсутствует);

4) отсоединить калибровочный кабель В от гнезда ВЫХОД генератора G1 и подсоединить кабель Б;

5) нажать кнопку НГ

Подготовить источник постоянного тока G2 к работе, для чего:

1) переключатель КОНТРОЛЬ поставить в положение СЕТЬ;

2) ручку НАПРЯЖЕНИЕ спирали поставить в крайнее левое положение;

3) тумблер ВЫСОКОЕ поставить в среднее положение – ВЫКЛ;

4) тумблер СЕТЬ поставить в положение ВКЛ.;

5) дать прогреться подогревателю катода ЛБВ в течение 3 мин.;

6) после прогрева в течение 3 мин. тумблер ВЫСОКОЕ поставить в положение ВКЛ., тем самым подав напряжение на все электроды ЛБВ;

7) переключатель КОНТРОЛЬ поставить в положение ПРЕД., проверив напряжение на предохранителе, затем перевести в положение СП (спираль);

8) ручкой НАПР.СПИРАЛИ установить 1000В;

9) подать напряжение питания 12В на ТТУ.

14 ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

14.1 Измерение частотной характеристики

Для измерения коэффициента усиления КИ на фиксированной частоте необходимо проделать следующее:

1) установить ручкой MHz генератора G1 частоту 2506МГц;

2) ручкой (-dB) регулировки аттенюатора установить 35,2дБ, что соответствует мощности на входе КИ Pвх=100мкВт;

3) поставить переключатель ПРЕДЕЛЫ ИЗМЕРЕНИЙ прибора P1 в положение 0,5 и установить 0;

4) поставить переключатель высокочастотный к М3-28 W1 в положение 1;

5) изменяя напряжение на спирали ручкой НАПР.СПИРАЛИ добиться максимальной мощности на выходе КИ по прибору P1;

6) изменяя частоту генератора через 100Мгу в диапазоне 2500-4000МГц измерить выходную мощность; входную мощность устанавливать 100мкВт в соответствии с Таблицей 6.

–  –  –

14.2 Измерение зависимости выходной мощности КИ от ускоряющего напряжения ЛБВ На одной из частот в центре частотного диапазона при входной мощности 100мкВт, изменяя ускоряющее напряжение U0, измерить зависимость выходной мощности от величины ускоряющего напряжения.

14.3 Измерение амплитудной характеристики

Для измерения амплитудной характеристики необходимо проделать следующее:

1) поставить переключатель высокочастотный к М3-28 W1 в положение 0;

2) поставить переключатель ПРЕДЕЛЫ ИЗМЕРЕНИЙ прибора P1 в положение 10мВт;

3) отрегулировать установку нуля;

4) установить ручкой MHz частоту сигнала 3800МГц;



Pages:   || 2 |
Похожие работы:

«Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина ФИЗИКА АТОМА И ЯДРА Допущено Научно-методическим Советом по физике Министерства образования и науки Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по техническим направлениям подготовки и специальностям Екатеринбург Издательство Уральского университета УДК 539.1 (076.5) ББК 22.383я7 М20 Авторы: Л. Г. Малышев,...»

««Утверждаю» Зав. кафедрой физики ВолгГМУ С.А. Коробкова МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению лабораторных работ по физике для студентов лечебного факультета специальности «Медико-профилактическое дело» ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ Цель: Научиться практическим навыкам работы с лабораторным оборудованием в лаборатории кафедры физики. Задачи: 1) научиться производить измерения и обработку полученных экспериментальных данных; 2) научиться письменно представлять экспериментальные данные с выводом о...»

«Геймификация образовательного процесса Методическое пособие Томск – 2015 Геймификация образовательного процесса // Методическое пособие под ред. Эйхорн М.В. Рецензент Руководитель ТОДОО «Хобби-центр Мозгалева П.И. Оглавление Введение Роль и значение игры в образовательной деятельности Игровые технологии в преподавании фундаментальных дисциплин Компоненты игры Анализ образовательных компонент игр по направлениям «Математика» и «Физика» Игра «Лабиринт» Игра «Нашествие зомби» Игра «Сокровища...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова Кафедра физики и химии твердого тела И.А. Каурова, Т.И. Мельникова Модулированные кристаллы: от теории к практике Москва 2011 УДК 548.3 ББК 24.5 Рецензент: д.ф-м.н. Болотина Н.Б. (ИК РАН им. А.В.Шубникова) Рекомендовано к изданию кафедрой физики и химии твердого тела МИТХТ (протокол № 10/10-11 от 27.05.11) В плане изданий (поз № 165). Каурова И.А., Мельникова...»

«Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московской области «Международный университет природы, общества и человека «Дубна» (Университет «Дубна») Факультет естественных и инженерных наук Кафедра Ядерной физики УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ «ФИЗИКА КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ» Для направления 010700 «Физика» Магистерская программа «Физика ядра и элементарных частиц» Дубна, 2011 УМК разработан к.ф.-м.н., доцентом Л.Г.Ткачевым Протокол заседания...»

«КАЗАНСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И НЕФТЕГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Кафедра геофизики и геоинформационных технологий ГОРГУН В.А., СТЕПАНОВ А.В., МУСИН Р.Х., СУНГАТУЛЛИН Р.Х., ПРОНИН Н.В., ФАТТАХОВ А.В., СИТДИКОВ Р.Н.,РАВИЛОВА Н.Н., ЧЕРВИКОВ Б.Г., СЛЕПАК З.М., КАРИМОВ К.М.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ПО ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРАКТИКЕ ДЛЯ БАКАЛАВРОВ Казань – 2015 УДК 550 ББК Д Печатается по решению учебно-методической комиссии Института геологии и нефтегазовых технологий протокол №9 от 30...»

«И HAУКи МИHиCТЕPCTBO oБPAЗoB ^HИЯ PoСCИИCкoИ ФЕДЕPAЦИИ Фeдеpaльнoе гoсyдapстBel{нor бro.цжeтнor oбpaзoвaтeЛЬнoe г{pе)кДение BьIсшIeГo пpoфессиoнilЛЬнoгo oбpaзoвaния ( TIО МЕH С|k1Й Гo C УДAP C TB ЕннЬI Й УHИB ЕP C ИTЕ T ) /Пaничrвa Л.П'l 2015 г. ){уINIИя Учeбнo-меTo.цический кoмплrкc. Paбoчaя пpoГpaММa для сTy.центoв oчнoй фopмьl oбуrения пo нaпpaBлеIIиIo 16.03.01. Tеxничeскaя физикa ЛиCT сOГЛAсOBAIII4я or 18.06.2015 нoмеp: Pег. 3081.1 (17.О6.2О|5) Дисциплинa: Xимия olo УчебньIй ПЛaн: 16.03.01...»

«КАЗАНСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАТЕМАТИКИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Кафедра системного анализа и информационных технологий Р.Н. АБАЙДУЛЛИН, А.А. АНДРИАНОВА, Р.Ф. ХАБИБУЛЛИН КУРСОВЫЕ И ВЫПУСКНЫЕ КВАЛИФИКАЦИОННЫЕ РАБОТЫ. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ Учебно-методическое пособие Казань – 2015 УДК 004.43 ББК 32.973.26 – 018.1 Принято на заседании кафедры системного анализа и информационных технологий Протокол № 7 от 14 апреля 2015 года Рецензенты: кандидат...»

«КАЗАНСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ Кафедра общей физики Р.М. Еремина, В.В. Налетов, А.И. Скворцов, И.В. Яцык, Д.С. Блохин, К.С. Усачев ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ Методические указания по выполнению лабораторных работ общего физического практикума по молекулярной физике и термодинамике Казань – 2014 УДК 530.10 ББК 22.36 Э 41 Принято на заседании кафедры общей физики Протокол № 7 от 24 февраля 2014 года Рецензент: доктор физико-математических наук, профессор...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации В.А. Пустоваров ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ И РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ДИЭЛЕКТРИКАХ Учебное пособие по дисциплинам «Физика твердого тела» и «Физика конденсированного состояния» для всех специальностей и направлений. Подготовлено кафедрой экспериментальной физики Екатеринбург ОГЛАВЛЕНИЕ СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ВВЕДЕНИЕ 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИДОВ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ 3. ЗОННАЯ МОДЕЛЬ 4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ 5. МОДЕЛЬ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ...»

«Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский физико-технический институт (государственный университет)» УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной и методической работе _ Д. А. Зубцов ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА образовательной программы высшего образования по направлению подготовки 03.06.01 «Физика и астрономия» направленность «Теоретическая физика» Квалификация (степень) выпускника: исследователь, преподаватель-исследователь 2014 г. ОБЩАЯ...»

«И. Н. ОГОРОДНИКОВ МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА: ВВЕДЕНИЕ В CORTEX-M3 Учебное пособие Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина И. Н. Огородников МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА: ВВЕДЕНИЕ В CORTEX-M3 Учебное пособие Рекомендовано методическим советом УрФУ для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 140801.65 «Электроника и автоматика физических установок», 201000.62 «Биотехнические системы и технологии»,...»

«Электронный архив УГЛТУ Е.Е. Швамм ФИЗИКА ДРЕВЕСИНЫ Екатеринбург Электронный архив УГЛТУ МИНОБРНАУКИ РОССИИ ФГБОУ ВПО «УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра инновационных технологий и оборудования деревообработки Е.Е. Швамм ФИЗИКА ДРЕВЕСИНЫ Учебно-методическое пособие для выполнения лабораторных работ для обучающихся по направлению 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» всех форм обучения Екатеринбург Электронный архив УГЛТУ...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ) Кафедра молекулярной физики ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕЩЕСТВА ПО ЕГО ИЗЛУЧАТЕЛЬНОПОГЛОЩАТЕЛЬНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ. ИЗЛУЧАТЕЛИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ ПОТОКИ УСКОРЕННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ Учебно-методическое пособие Составители: С.И. Ткаченко Ю.Г. Калинин МОСКВА МФТИ УДК 535.33 Рецензент Доктор физико-математических наук А.В. Максимычев Исследование вещества по его излучательно-поглощательным...»

«Бюллетень новых поступлений за май 2015 года КолИндекс Наименование во Высшая математика : учебник / К. В. Балдин, В. Н. Башлыков, В. И. В 11 Джеффаль [и др.]. Москва : Тезаурус, 2013. 408с. : ил., табл. ISBN 1. 1 В 937 978-5-98421-192-5 (в обл.) : 562-77р. Киселев А. П. Арифметика : учебник / А. П. Киселев ; перераб. А. Я. Хинчина. В 13 Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2013. 168с. (Библиотека физикоК 44 математической литературы для школьников и учителей). ISBN 5в пер.) : 258-72р. Стюарт Д. Е. Динамика...»

«МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ Академия Государственной противопожарной службы Баринов А.В., Седых Н.И., Седнев В.А., Лысенко И.А., Савченко Н.А. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Учебное пособие Москва 201 УДК 614. ББК 68.9 Б Р е ц е н з е н т ы: Доктор технических наук, доцент, начальник учебно-научного комплекса автоматизированных систем и информационных технологий Академии Государственной...»

«Федеральное агентство по образованию Московский инженерно-физический институт (государственный университет) М.А. Короткова МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ АВТОМАТОВ Учебное пособие Рекомендовано УМО «Ядерные физика и технологии» в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений Москва 2008 УДК 519.713+ 519.725 ББК 22.18 К 687 Короткова М.А. Математическая теория автоматов. Учебное пособие. М.: МИФИ, 2008. – 116 с. Рассматриваются вопросы представления детерминированных функций kзначных...»

«МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №143» 2014-2015 учебный год Рассмотрено Согласовано: Утверждено: на заседании МО зам. директора по УВР директор МБОУ СОШ № протокол №1 от 26 августа 2014 г Браун Е.В._ Савенко С.А. _ Приказ № _1 _ от « » 27 августа 2014 г августа 2014 г РАБОЧАЯ ПРОГРАММА Предмет: физика_ ступень 3 классы 11А Учитель: Количество часов Всего _170, в I полугодии 80_, во II полугодии 90_, в неделю _5 Контрольных уроков _13_, из...»

«О.В. Клим Промышленные анализаторные комплексы Учебное пособие Санкт-Петербург МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УНИВЕРСИТЕТ ИТМО О.В. Клим Промышленные анализаторные комплексы Учебное пособие Санкт-Петербург Клим О.В. Промышленные анализаторные комплексы. Учебное пособие. СПб: НИУ ИТМО, 2015. – 65 с. Настоящее учебное пособие по курсу «Интегрированные анализаторные комплексы» предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 223200 «Техническая физика», 241000...»

«Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына кафедра оптики и спектроскопии физического факультета О. Е. НАНИЙ, А. Н. ТУРКИН Оптические методы в информатике Москва Издательство «Университетская книга» УДК 535 ББК 22.34-я73-1 Н25 Наний О. Е., Туркин А. Н.Н25 Оптические методы в информатике : Учебное пособие / О. Е. Наний, А. Н. Туркин — М. : Университетская книга, 2010. — 112 с. : табл., ил. ISBN...»







 
2016 www.metodichka.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Методички, методические указания, пособия»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.