Способ определения электродинамических параметров замедляющих систем Советский патент 1980 года по МПК H01J25/00 H01J9/42 

гается благодаря тому, что ток пучка выбирают соответствующим рабочему режиму ЛБВ, oпpeдev яют диапазон изменеиия коэффициеита электроиного усиления в области затухания, варьируя ускоряющее напряжение, фиксируют и измеряют несколько величин коэффициеита электронного усиления в этой области, включая окрестность минимального электронного усиления (максимального затухания) и измеряют ио два различных напряжения, соответствующих каждой величине усиления.

Указанная последовательность операций позволяет достаточно просто получать экспериментальную зависимость коэффициента электронного затухания от ускоряющего напряжения и но ней одновременно определить три основных электродинамических параметра ЗС.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображены экспериментальная и теоретическая зависимости коэффициента электронного усиления /( от ускоряющего напряжения f/o; на фиг. 2 - блок-схема измерительной установки, которая использовалась для реализации предложенного споеоба измерений.

Установка содержит стандартный генератор СВЧ (ГСС) 1, .плавные аттенюаторы 2, 3, детекторные камеры 4, 5, усилитель 6, осциллограф 7, прозрачную ЛБВ с блоком питания 8, вольтметр 9.

Для определения еопротивления связи, коэффициента замедления и распределенных потерь исследуемой ЗС необходимо с помощью электронного пучка «прозрачной ЛБВ либо электронного зонда снять часть зависимости К от UQ. При этом данную зависимость с целью уменьщения погрещности измерений из-за наличия отражений в тракте исследуемой ЗС, лучще всего снимать в области электронного затухания (фиг. 1). Затем, иепользуя линейную теорию ЛБВ, позволяющую рассчитать зависимость К от L/0 нри различных электродинамических и геометрических параметрах ЗС, а также электрических и геометрических параметрах электронного пучка, участвующего во взаимодействии, добиться совпадения теоретической и экспериментальной зависимости К от Uo, в области максимального затухания.

Представлеииая на фиг. 2 измерительная установка включает в себя только стандартную аппаратуру и может быть использована для измерений электродинамических параметров ЗС в любой части диапазоиа СВЧ.

Измерение усилення осуществляется следующим образом.

Аттенюатор 3 (фиг. 2) устанавливается в положение, соответствующее минимальному затуханию. С помощью аттенюатора 2 на выбранной частоте сигнала ГСС 1 осуществляется баланс при отсутствии электронного пучка 8. Включают электрон1 1Й пучок и устанавливают величину тока пучка (/р), близкую к рабочему режиму ЛБВ. При данном токе электронного нучка измеряют, напряжение Uo максимальный коэффициент электронного затухания с помощью аттенюатора 2 и таким образом определяют диапазон изменения коэффициента электронного затухания. Затем выключают электронный пучок и вновь осуществляют баланс с помощью аттенюатора 2. Далее приступают к измерению чаети зависимости /( от UQ (фиг. 1).

Аттенюатор 3 устанавливают на величину затухания, равную К. (фиг. 1), включают нучок и устанавливают ток пучка равным /р. Изменяя ускоряющее напряжение с помощью блока питания АБВ, вольтметром 9 измеряют напряжения Ui и Ui (фиг. 1), соответствующие электронному затуханию -Ki. Затем с помощью аттенюатора 3 устанавливают затухание, равное -Kz, н процеес измерений повторяют. Таким образом последовательно измеряют -Ki, Hi, Ui, -Кг, Uz, Uz; -Ks, Us, Us и т. д. и получают чаеть зависимости коэффициеита электронного затухания от ускоряющего напряжения и окреетиости максимального электронного затухания. Для определения искомых нараметров ЗС достаточно 4-х, 6-ти экспериментальных точек /С от UQ. Далее, используя линейную теорию ЛБВ, с помощью ЭВМ находят теоретическую зависимость /С от UQ, соответствующую экспериментальной, н путем расчетов определяют сопротивление связи, коэффициент замедления и распределенные потери ЗС.

Использование предлагаемого способа измерения электродииамических нараметров замедляЕОЩих систем обеспечпвает но срав0 с существующими способами следующие преимущества:

обеспечение одновременного измерения трех основных электродинамических параметров ЗС и вследствие этого уменьщение погрешности или упрощение измерений; измерение распределенных потерь ЗС, не включающих в себя переходное ослабление СВЧ-сигнала, обусловленного выводами энергии ЗС, что является особенно важным прн исследовании ЗС коротковолновой части СВЧ-диапазона; измерение сопротивления связи ЗС с учетом геометрических размеров реального электроиного нучка ЛБВ и его месторасположения в пространстве взаимодействия.

Использование изобретения позволяет сократить время и повысить точность определения параметров замедляющих еистем.

Формула изобретения

Способ определения электродинамических параметров замедляющих систем, основанный на исиользовании взаимодействия электроиного пучка с электромагнитной 3 волной, характерного для ламны бегущей

: ;::rO;aio;u:m выбор величины тока i; --Jsa, 1. ;-.,:.и:.L коэффициента электрон) усиления волны в системе и ускоряющего нанряжения и расчет параметров, отличают, и и с я тем, что, с целью уменьшения погрешности при упрощении процесса измерений, путем обеспечения одновременного определения коэффициента замедления, сопротивления связи и распределенных потерь, ток пучка выбирают соотвстствующим рабочему режиму лампы, диапазон изменения коэффициента электронного усиления онределяют в области затухания, варьируя ускоряющее напряжение, фиксируют и нзмеряют по крайней мере четыре величины коэффициента электронного усиления в этой области, включая окрестность минимального электронного усиления, и измеряют но два различных напряжения, соответствующих каждой величине усиления.

Электронное усиление

Теория

SKcnepuMBHfn