Способ корректировки фазового сдвига в усилительном многорезонаторном клистроне Советский патент 1982 года по МПК H01J25/10 

и цепь обратной связи относительно проста 2,

Однако пов лцение стабильности фазового сдвига в приборе сопровождается уменьшением коэффициента усиления, ввиду того, что напря)хение сигнала обратной связи вычитается из напряжения входного сигнала. Потери в коэффициенте усиления увеличиваются с приближением к полной компенсации фазовой нестабильности прибора.

Цель изобретения - уменьшение потерь коэффициента усиления в клист.роне.

Поставленная цель достигается за -счеттогб,. что дополнительно отвевляют часть сигнала промежуточного резонатора, один из ответвленных сигналов пропускают Через первый фазовращатель, cклaд двaют ответвленные сигналы в устройстве сложения, суммарный сигнал выводят из устройства сложения, пропускают через второй фазовращатель и подают на вход клистрона, величины сигналов, подаваемых Hf устройство сложения сигналов посредством регулировки элементов связи, осуществляющих ответвление сигналов, подбирают равными при номинальном режиме работы клистрона, а фазы посредством регулировки фазовращателя, включенного между элементом связи и суммирующим устройством,противоположными так, чтобы амплитуда, суммарного сигнала на выходе устройства сложения при номинальном режиме работы была равна нулю, затем меняют удкоряющее напряжение, создавая искусственную дестабилизацию режима работы, и, вызывая изменение сдвига фазы в клистроне на несколько десятков градусов при разомкнутой обратной связи, а также регулируя фазовращатель, включенный между устройством сложения и входным резонатором, подбирают фазу сигнала, выходящего из устройства сложения так, чтобы измеритель сдвига фазы, включенный между входом и выходом клистрона, показывал наименьшее изменениесдвига фазы в клистроне.

На фиг. 1 и 2 показдны векторные диаграммы напряжений, на фиг. 3 схема устройства для реализации предлагаемого способа.

На фиг. 1 и 2 и обозначает напряжение на зазоре 1-го резонатора,Ugx напряжение входного сигнала, UB(,,J(- напряжение ответвлений части выходного сигнала,иу,рд - напряжение ответвленно части сигнала из промежуточного резонатора, напряжение корректирующего сигнала, возникающего в устройстве сложения при дестабилизации. .

Если система клистрона с обратными связями настроена указанным выше способом, то при номинальном режиме

работал (фиг.1) напряжение на зазоре первого резонатора определяется только входной мощностью и Кд, и коэффициент усиления клистрона с обраными связями равен коэффициенту усилния клистрона без обратных связей. Пр возникновении дестабилизации,приводящей к изменению сдвига фазы выходного сигнала на угол , фаз а сигнала в промежуточном резонаторе изменяется на величину , так как расстояние от входного до промежуточного резонатора меньше, чем до выходного резонатора. Фазовый сдвиг V напрянсений на зазорах резонаторов, расположенных вдоль длины Прибора, ориентировочно определяется соотнои ением

,

-

где f - рабочаА частота

- расстояние от входного резонатора;

1.

m - отношение заряда к массе

электронаf

UQ- анодное напряжение. Из выражения (1) видно, что при изменении анодного напряжения боль-иим расстоянием соответствует боль1шй фазовый сдвиг.

В режиме работы прибора, отличном от номинального (фиг. 2), U U вектор напряжения на зазоре первого резонатора сдвинут по фаэе на угол, .величина которого противоположна по знаку сдвигу фазы выходного напряжения, вследствие чего происходит компенсация фазового ухода. В этом случае вместо промежуточного резонатора мояет быть использован- входной резонатор.

Способ осуществляется следующим образом.

Часть сигнала выводят из выз4одного резонатора 1 и промежуточного резонатора 2 (фиг.З) и подают на устройство 3 сложения, причем ответвленный из выходного резонаторапосредством элемента связи 4 сигнал предварительно пропускается через фазовращатель 5.

Из устройства сложения сигнал подается через фазовращатель 6 и тройник 7 на входной-резонатор 8. В качестве устройства сложения может быть использован тройник или объемный резонатор с тремя отводами для связи с выходным, промажуточньвч и входным резонатором. Устройство сложения включает элемент связи с детектором и индикатор уровня продетектированного сигнала для удобства настройки системы.

Кайтройка может бить проведена следующим образом: попеременно регулируя связь 4 с выходным резонатором 6 н фазовращателем 5, добиваются, чтобы ток детектора был равен нулю. При этом ВЧ-поле в устройстве сложения равно нулю фиксируя с помощью фазометра 9 сдвиг фазы в номинальном режиме клистрона, меняют ускоряющее напряжение и, регулируя фазовращатель 7, добиваются наименьшего изменения сдвига фазы з приборе по отношению к сдвигу фазы в номинальном режиме. При этом фаза напряжения, суммарного корректирующего сигнала по отношению к входному сигналу сдвинута на 90 в сторону, противоположную изменению фазы при дестаби лизации. Поскольку в номинальном реишме корректирующий сигнал равен вулю, то при использовании предлагаемого способа потери коэффициента усиления в номинальном режиме отсутствуют. Использование предлагаемого спо ба позволяет уменьшить потери коэффициента усиления, а также снизить требования к стабильности источников питания, что приводит к уменьш нию объема, веса и стоимости источ ков питания клистронов. Формула изобретения Способ корректировки фазового с га в усилительном многорезонаторно клистроне путем ответвления посред ством элементов связи части выход-, ного сигнала для обратной связи между выходом и входом, отличающийся тем, что, с целью угленьшения потерь коэффициента усиления, дополнительно ответвляют часть сигнала промежуточного резонатора, один из ответвленных сигналов пропускают через первый фазовращатель, складывают ответвленные сигналы в устройстве сложения, суммарный сигнал через второй фазовращатель подают на вход клистрона, регулировкой элементов связи устанавливают в номинальном режиме работы клистрона амплитуды сигналов, подаваемых на устройство сложения, равными, а фазы посредством регулировки фазовращателя, включенного между элементами связей и устройством сложения, - противоположными, затии меняют ускоряющее напряжение до получения изменения фазового сдвига в клистроне и, регулируя второй фазовращатель, включенный между устройством сложения и выходньо 1 резонатором, подбирают фазу сигнала, выходящего из устройства сложения так, чтобы изменение фазового сдвига в клистроне было наимень.шим. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3958184 кл. 328155, опублик. 1976. 2.Автоматическая подстройка фазового набега в усилителях. Под ред. М.В. Капранова, М., Советское радио, 1972 (прототип).