Проектирование радиоволновых (СВЧ) приборов неразрушающего контроля материалов. Мищенко С.В - 98 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

том, что в определенной области частот, зависящей от структуры и размеров перехода диода, ЛПД об-
ладает динамическим отрицательным сопротивлением , которое, в отличие от ТД, в статическом режи-
ме (при отсутствии СВЧ поля) не проявляется. Динамическое отрицательное сопротивление создается в
диоде благодаря сдвигу фаз, возникающему между напряженностью поля в переходе диода и током че-
рез него, и равному ~180°. Этот ток появляется как результат ударной ионизации атомов кристалла и
лавинного умножения носителей заряда в области перехода и отстает по фазе от напряженности поля
из-за инерционности лавинного процесса и конечного времени пролета носителей заряда через обед-
ненный слой.
ГЛПД представляет собой резонатор с помещенным туда диодом (рис. 4.34). Путем механической
перестройки частоты резонатора можно перестраивать f
г
в относительной полосе частот, лежащей в
пределах от единиц до 10 % и более (для различных конструкций ГЛПД). При изменении тока диода I
0
происходит обычно незначительная электрическая перестройка f
г
(крутизна от десятых долей до единиц
Мгц/ма), при этом весьма существенно изменяется Р
вых
. Значительно более широкий диапазон электри-
ческой перестройки (
срг
эл
f
f
единицы процентов) при небольшом изменении Р
вых
достигается, если ис-
пользуется варактор или феррит для электрической перестройки f
г
. Последние помещают в резонатор
ЛПД или связанный с ним резонатор. Выходная мощность (Р
вых
) ГЛПД сантиметровых волн с одним
диодом составляет ~10 … 500 мвт, а при использовании нескольких диодов в одном ГЛПД величина
Р
вых
существенно возрастает. На миллиметровых волнах однодиодные ГЛПД имеют Р
вых
до 50 …
100 мвт. Изменение температуры t
окр
влияет на значения f
г
и Р
вых
: ТКЧ ГЛПД сантиметровых волн равен
~0,1 … 0,5 Мгц/град, а изменение Р
вых
приблизительно равно – (0,01 … 0,03) Дб/град. Напряжение и ток
питания различных типов ГЛПД лежат в пределах U
0
20 … 100 В, I
0
10 … 50 мА.
В схему генератора на транзисторах кроме самого транзистора входит резонатор и схема положи-
тельной обратной связи. Обратная связь осуществляется как с помощью внешних цепей, так и благода-
ря внутренним процессам в транзисторе.
Усредненные параметры генераторов на полупроводниковых приборах приведены в табл. 4.4.
4.4 Усредненные параметры генераторов на
полупроводниковых приборах
ГЕНЕРАТОР
Наименование
параметров
На тун-
нельном
диоде
На ла-
винно-
пролет-
ном дио-
де
На диоде
Ганна
На
транзи-
сторе
Диапазон час-
тот, ГГц
0,5 … 18 1,5 … 70 1,3 … 40 0,5 … 18
Диапазон пере-
стройки, %
15 …
100
5 … 20
15 …
100
10 … 70
Выходная мощ-
ность, Вт
0,01 …
0,05
0,01 … 2 0,01 … 1 0,01 … 5
КПД, % 0,5 … 7 0,1 … 8
Отражательный клистрон, электровакуумная лампа может быть использована в качестве мало-
мощного генератора СВЧ. Основными элементами клистронов являются (рис. 4.35): катод с фокуси-
рующим электродом, формирующие электронный луч; резонатор с узким СВЧ зазором (содержащий в
большинстве случаев сетки), в котором происходит взаимодействие электронов луча с СВЧ полем резо-
натора, и электрод отражателя с отрицательным потенциалом относительно катода, заставляющий элек-
троны луча возвращаться в зазор резонатора [2].
Принцип действия отражательного клистрона сводится к следующему. Электроны, ускоренные
положительным потенциалом резонатора, влетают в СВЧ зазор, где под воздействием переменного