Генератор свч это что

USB Генератор СВЧ

Бывает так, что одного СВЧ генератора на рабочем месте не хватает, или же им кто-то пользуется, а проверить например смеситель (усилитель, АЦП…) очень нужно. А ещё стационарные СВЧ генераторы довольно большие и тяжёлые, лично мне часто лень их переносить и освобождать место на рабочем столе. По этим причинам два года назад я сделал свой маленький генератор, первую версию.

Немного об элементной базе

Генератор построен на микросхеме HMC833 (или HMC830), ФАПЧ со встроенным ГУН и микросхеме HMC625, усилитель с переменным коэффициентом усиления. В качестве опорного генератора можно использовать генераторы ГК155-П или CB3LV с частотой 25…100 МГц. В первой версии генератора для управления HMC833 и HMC625 я решил использовать микросхему FT232RL в режиме bit bang, вдохновившись статьями про этот режим в интернете.

Характеристики

3 Гц;
— Максимальная измеренная мощность сигнала на частоте 1 ГГц – 17 дБм;
— Максимальная измеренная мощность сигнала на частоте 2 ГГц – 16 дБм;
— Максимальная измеренная мощность сигнала на частоте 3 ГГц – 12 дБм;
— Питание и управление от microUSB.

Все остальные характеристики можно узнать в документации на применённые мной микросхемы.

Немного о недостатках первой версии

Схема первой версии была не лишена недостатков:
— во первых, как я уже говорил, для управления синтезатором и усилителем по SPI использовалась микросхема FT232RL в режиме bit bang. Из-за этого управление было медленным. Я впервые использовал микросхему FT232RL и не знал о такой особенности.
— во вторых, я использовал комплектующие, которые у меня были в наличии. Из-за этого генератор получился дорогим, а некоторые элементы сложно достать.
Но в целом генератор себя оправдал, часто помогая мне в работе.

Исправление ошибок

Спустя два года я решил избавится от этих недостатков и сделал вторую версию генератора.
Микросхему FT232RL я заменил микроконтроллером STM32F103C8T6, вместо дорогого генератора ГК155-П-100 МГц можно установить CB3LV-3I-25M0000 (или другой), ну и по мелочи. Теперь все элементы для генератора можно купить у китайцев на алиэкспресс, что не может не радовать.

Печатную плату я проектировал в Altium Designer, программа для STM32 написана в IAR Embedded Workbench, программа управления для ЭВМ написана с использованием QT, Visual Studio и библиотеки HID API. Поскольку использован класс USB HID, то установка драйверов не требуется.

Собрать этот USB генератор можно самостоятельно, для этого я прикладываю все необходимые файлы. Без ошибок собранный генератор в регулировке и настройке не нуждается, только в прошивке.

Заключение

На данный момент программное обеспечение пока далеко от финального и обладает только базовыми настройками, такими как установка частоты и усиления. В ближайшем будущем я планирую добавить режимы ГКЧ и возможно (если получится) импульсного генератора.

Теперь немного картинок со спектроанализатора R&S FSL3 и в самом конце ссылки на исходные файлы. К сожалению спектроанализатор у меня на работе только до 3х ГГЦ:

Инструкция по прошивке микроконтроллера

Необходим программатор st-link v2

0) Желательно стереть микроконтроллер утилитой STM32 ST-LINK Utility (на всякий случай)

1) Надо скачать загрузчик, файл stm32_MyDfu.rar от сюда
распаковать HEX, прошить утилитой STM32 ST-LINK Utility
после этого должен появится в диспетчере устройств девайс stm32 dfu (не помню точно)

2) Скачать файл usb_gen_v2_stm32_v19.dfu от сюда
И прошить его утилитой DfuSe USB device firmware upgrade

Источник

В микроволновой печи скрывается мощное и опасное СВЧ оружие

Добрый день, уважаемые хабровчане.

Этот пост будет про недокументированные функции микроволновой печи. Я покажу, сколько полезных вещей можно сделать, если использовать слегка доработанную микроволновку нестандартным образом.

В микроволновке находится генератор СВЧ волн огромной мощности

Вскрываю корпус

Сразу хочу предупредить, электромагнитное излучение СВЧ диапазона может нанести вред вашему здоровью, а высокое напряжение вызвать летальный исход. Но меня это не остановит.
Сняв крышку с микроволновки, можно увидеть большой трансформатор: МОТ. Он повышает напряжение сети с 220 вольт до 2000 вольт, что бы питать магнетрон.

В этом видеоролике я хочу показать, на что способно такое напряжение:

Антенна для магнетрона

Сняв магнетрон с микроволновки я понял, что включать просто так его нельзя. Излучение распространится от него во все стороны, поражая всё вокруг. Не долго думая я решил смастерить направленную антенну из кофейной банки. Вот схема:

Теперь всё излучение направленно в нужную сторону. На всякий случай я решил проверить эффективность этой антенны. Взял много маленьких неоновых лампочек и выложил их на плоскости. Когда я поднёс антенну с включенным магнетроном, то увидел, что лампочки загораются как раз там где нужно:

Необычные опыты

Сразу хочу отметить, СВЧ значительно сильнее влияет на технику, чем на людей и животных. Даже в 10 метрах от магнетрона, техника давала сильные сбои: телевизор и муз-центр издавали страшный рычащий звук, мобильный телефон вначале терял сеть, а потом и вовсе завис. Особо сильное влияние магнетрон оказывал на wi-fi. Когда я поднёс магнетрон близко к музыкальному центру, с него посыпались искры и к моему удивлению он взорвался! При детальном осмотре обнаружил, что в нём взорвался сетевой конденсатор. В этом видео я показываю процесс сборки антенны и влияние магнетрона на технику:

Используя не ионизирующее излучение магнетрона можно получить плазму. В лампе накаливания, поднесённой к магнетрону, зажигается ярко светящийся желтый шар, иногда с фиолетовым оттенком, как шаровая молния. Если вовремя не выключить магнетрон, то лампочка взорвётся. Даже обычная скрепка, под воздействием СВЧ превращается в антенну. На ней наводится ЭДС достаточной силы, что бы зажечь дугу и расплавить эту скрепку. Лампы дневного света и «экономки» зажигаются на достаточно большом расстоянии и светятся прямо в руках без проводов! А в неоновой лампе электромагнитные волны становятся видимыми:

Хочу вас успокоить, мои читатели, ни кто из моих соседей не пострадал от моих опытов. Все ближайшие соседи сбежали из города, как только в Луганске начались боевые действия.

Техника безопасности

Я настоятельно не рекомендую повторять описанные мною опыты потому, что при работе с СВЧ требуется соблюдать особые меры предосторожности. Все опыты выполнены исключительно с научной и ознакомительной целью. Вред СВЧ излучения для человека ещё не до конца изучен. Когда я близко подходил к рабочему магнетрону я чувствовал тепло, как от духовки. Только изнутри и как бы точечно, волнами. Больше ни какого вреда я не ощутил. Но всё же настоятельно не рекомендую направлять рабочий магнетрон на людей. Из-за термического воздействия может свернуться белок в глазах и образоваться тромб в крови. Так же ведутся споры о том, что такое излучение может вызвать онкологические и хронические заболевания.

Необычные применения магнетрона

Это далеко не все возможные применения испытанные мной. Эксперименты продолжаются и вскоре я напишу ещё более необычный пост. Всё же хочу отметить, что использовать так микроволновку опасно! Поэтому лучше так делать в случаях крайней необходимости и при соблюдении правил безопасности при работе с СВЧ.

На этом у меня всё, соблюдайте осторожность при работе с высоким напряжением и микроволнами.

Источник

Генератор свч это что

Внизу — схема. Авторство полностью за sifun’ом.

В планах приобрести транзисторы помощнее и сделать то же самое уже на десяток-другой ватт. Можно будет поджечь даже СВЧ-факел.

Поделиться в соц. сетях

51 ответов на Элементарный СВЧ-генератор

Я в шоке. Мегагерцы на одном транзисторе и поджиг ламп на расстоянии при минимуме вольт!Качер Бровина отдыхает…
P.S.Очень захотелось повторить сей девайс, но не имеется в наличии подходящего полевика. Можно ли эту схему приспособить под биполярник?

Да, классная штуковина получилась! Правда у меня нету столь высокочастотных полевиков, будет ли работать в схеме обычный силовой транзистор IRF640, если заменить резонатор последовательным колебательным контуром с низкой резонансной частотой (сотни килогерц например)?
И еще вопрос — может ли данная схема длительно работать непрерывно, транзистор сильно греется? Все же ток достаточно большой протекает.

Факельник на транзисторе — было бы заманчиво. Но с трудом верится, что такое возможно.

Реально и осуществимо, есть пруфы. Факел маленький, но горит стабильно. Нет только никак времени что-то новое выкладывать пока.

А почему полевик rd02 не выходит из строя без защиты переходов «затвор исток» и «сток исток»? Ведь полевики не живут долго когда есть скачки напряжения из-за наличия индуктивности.В чем тут дело? Ведь любые полевики по книжкам должны быть защищены ограничителями напряжения для долгой их работы. Взять вон даже те же теслы на полевиках — там затвор с истоком соединяют стабилитроном «1,5ке..». Почему тут транзистор не горит?

У меня подстроечник 1-30 пф, выставленный примерно на 15 пф. 50 пф скорее всего всё зашунтировал вхлам.
Дроссель — просто 5 витков МГТФа/локалочной жилы, на воздухе, диаметр

Можно подробнее узнать про факельник на транзисторе? Тоже хочу заняться его постройкой.

Всё просто — схема та же, плата та же, только транзистор мощнее (RD30HVF1 например), и на радиатор его, конденсатор тоже надо мощнее (например, из двух кусочков медной фольги, проложенных фторопластовой плёнкой), в качестве резонатора можно использовать просто две параллельных проволочки нужной длины, сходу сейчас не скажу какой. Будет факел.

Можно построить по принципу лампового факельника, со спиральным резонатором?

Собрал и нифига.ток ноль милиампер. Транзистор пропаял хорошо. Может дело в том что резонатор я сделал из провода ПЭЛ а не из кабеля от локалки?

если смотреть по схеме верхний кусок проволоки меняем на резонатор нижний на ос и получаем факельник на мосфетТМ от сифун’а(c) проверял работает только конденсатор нужно брать более емкий что бы частота была в пределах 20-50мгц 😉

возможно Вы скажете :»Зелёный!»,но разуверю вас…Собирал такой девайс на биполярике (1500Mhz-граничка 150 мВатт).Провода, которые Вы называете резонаторами, на самом деле кандёр обратной связи, и только от его ёмкости зависит мощность генератора.Когда настраивал его, использовал дипольную антенку(она же кандёр);аргонка светилась на расстоянии

Здравствуйте. Вопрос по поводу использования транзистора в 150миливатт: Каким образом светилась аргонка на расстоянии полметра при такой то мощности. Очень интересно..схема та же?

Нет, проволочки — четвертволновые резонаторы работающие на сложение длин волн, он разворачивает фазу синус на 180° поскольку две четвертволновые проволочки как бы по вч образуют одну полуволновую, от и разворот фазы.

Костя ПОПОДРОБНЕЙ ПЛИЗ

мммдаа удивительно похоже на свч а попробуйте сделать качер на биполярном свч транзюке мммм (хихих какой сюрпрайз ждет словами не передать

какая схемка у генератора на транзистрое bfg 135

уважаемый админ (зерг)кто-то нехороший(редиска)сделал похожий сайт
*искусство высоких напряжений * так вот он не рассказывает как всё это сделал в отличие от вас ( за что и благодарность вам)разберитесь с ним плиз

Ну дык он и сделал, еще бы, 4 место по длинне разряда с ЛКТ, тут ЧСВ взлетит до отметки OVER dofiga

Внешне вся эта пайка выглядит мягко говоря не очень:) Это принципиально важно делать именно так? (по расстояниям между элементами, мало ли…).

Занятно Пробовал микротеслой засветить люминисцентки горелые по этой схеме https://www.youtube.com/watch?v=T15cJdTvnfw транзистор кт961 потребление 2 вата света мало может просто неудачный по потерям тип транзистора, и сердечник 400НН частота была великовата конденсатором 15пФ к15у1 снижал до 600 кГц — Яркость не увеличилась. Просто светилось. Пользы практической неоказалось на сейчас.

Ошибка транзистор кт646 брал. КТ961 не пробовал.

Товарищи, можно ли в этой схеме добиться 800-1500МГц и подойдет ли здесь кп905б?

Доброго времени..ВОПРОС:полевик что на схеме автора имеет напряжение «затвор-исток макс.допустимое»-20вольт,»сток-исток»-50вольт.По своему опыту знаю,что без защиты этих переходов полевики в80% случаев выходят из строя.В этой схеме скачки напряжения НЕИЗБЕЖНЫ (в большую сторону)из-за наличия индуктивности.Сколько прослужит и почему не выходит из строя полевик в этой схеме? Может дело в возможно встроеной защите этого полевика. Просьба ответить на сей вопрос..большая просьба.

Короче собрал я генератор по этой схеме. Но вместо т.н.резонатора поставил последовательную цепочку (LC контур)- индуктивность с последовательно включенным кандером.Транзистор взял rd15hvs1. Все газоразрядные лампы светят очень ярко а если прикоснуться к месту где кандер припаян к индуктивности, то резко обжигает пальцы.ВЫВОД: Резонатор на данной схеме-все-таки РЕЗОНАТОР,а не просто конденсатор связи,хотя эта схема и является простым усилителем включенным на самого себя. Подстроечный кандер настраивает в контуре резонанс.А резисторы задают смещение транзистора-вместо двух резюков лучше ставить один переменный что с тремя выводами.Данная схема использует способности транзистора максимально…

И еще.эта схема не сифона и его авторства,а обычный генератор с общим затвором(либо базой), однако в ней всегда лучше работают полевики-у них сопротивление канала намного меньше чем у обычных кремниевых транзисторов.

ребята, практическая задача…мне нужен генератор СВЧ(частота 2,4 ГГЦ — что бы вода грелась..как в микроволновке) объем облучаемого пространства — минимальный куб размером 50х50х50 см. Скажите реально такой девайс сварганить чайнику самому, который умеет паять?
и кто может подсказать что-то реальное?

Хотя для большей мощности следует магнетрон брать помощнее конечно..тогда можно получить мощность излучения хоть в 20 киловатт.Главное- не зажариться самому.

Но вот вопрос: Зачем? Зачем греть воду гигагерцами?? Два угольных электрода+ балласт и сеть переменки хоть на 220,хоть на 380вольт, и будет водичка кипятиться.Главное- чтоб переменное напряжение было а то получится электролиз.

Андрей, добрый день!
Меня тоже интересует генератор мощность более 20 кВт и частотой в Ггц диапазоне, желательно с возможностью перестройки частоты.
Можете проконсультировать?
Спасибо!

Забыл сказать лишь то, что медные спиральки- обычная проволока- испаряется, этот процесс испарения качественно влияет на генерирование волн, откуда и получается в той или иной степени широкий диапазон генерации,которая заканчивается при испарении меди и конечно разряде емкости..вместо полипропиленовых скорее всего используют более крутые кандеры..но мне они неизвестны

А что если сделать эту штуку чуть мощнее и сделать электронную спичку? (Ионизация воздуха СВЧ-полем будет давать разряд в виде обычного огня, наверное). Можно удивлять всех сине-фиолетовым огнём.

Здравствуйте, Андрей! Я вас не понял… Я имел ввиду использовать более мощные транзисторы и источник питания. А по поводу факельника на лампе, дайте ссылку на источник (гуглил, не помогло).

Что касается магнетрона-я знаю о его опасности и не предлагал сделать «эту штуку» на магнетроне. 🙂

Мне нужен генератор СВЧ с частотой 950 мегагерц мощностью на выходе не менее 50 ватт и напряжением на выходе не более 200 вольт с возможностью подстройки частоты. Подскажите, пожалуйста, как его сделать.

Может ли данный генератор генерировать частоту 950 мегагерц мощностью 50-100 ватт и что для этого нужно сделать. Может нужно уменьшить емкость подстроечного конденсатора, уменьшить длину резонатора, уменьшить индуктивность катушки и заменить транзистор на более мощный и сверхвысокочастотный. Подскажите, пожалуйста, какой транзистор для этого лучше подобрать. Можна ли в данном генераторе использовать биполярный транзистор и по какой схеме его подключить. Подскажите, пожалуйста, где можна достать соответствующий транзистор. Очень Вас прошу. Такой генератор мне очень нужен для испытания очень важного для космической техники изобретения.

Люди, поймите, никаких 50-100 ватт делать нельзя! Только тот генератор, что на схеме, более-менее безопасный. Остальное — открытая свч-печь, опасная для жизни себя и окружающих.

Уважаемый Виталий.
Вашу информацию от 03.01.2018 at 11:39 прочитал. Спасибо. Напишите, пожалуйста, будет ли безопасным генератор, сделанный по изображенной выше схеме, мощностью 50-100 ватт, хорошо экранированный, например, помещенный внутрь изготовленной из медного листа герметичной коробки.
С уважением Любомир.

Уважаемые господа.
Я сделал генератор СВЧ по указанной на представленных х фотографиях схеме. Прекрассная штука. Работает. Спасибо. В генераторе применен полевой СВЧ транзистор 2П911А с максимальной мощностью 30 ватт, максималиным током 5А и максимальным напряжением сток-исток 50В. Генератор работает на частоте 906 МГц. и потому экранирован. Длинные участки резонатора идеально прямые расположенны друг от друга на расстоянии 20мм. и стролго параллельны. На расстоянии 82,85 мм, от генератора на обоих проволоках сделан рекий резкий изгиб навстречу друг другу под углом 90 градусов. Ровно посредине сделана скрутка 3 витка. Длина усиков 30 мм. Он имеет вид такой же как изображенный на фотографии
только значительно аккуратнее. Длина рпямого участка должна быть ровной четверти длины волны. В моем случае это 83,85 мм. Значит длина волны составляет 331 мм. Следовательно частота составляет 906МГц. Меня интересует какие элементы генератора генерируют СВЧ. СВЧ генерирует резонатор, или резонатор вместе с подстроечным конденсатором или подстроечный конденсатор с пятивитковой катушкой из МГТФ. То есть что является колебательной сстемой. Влияют ли на частоту скрутка и усики. Ответьте, пожалуйста на мои вопросы.
С уважением Любомир.

Источник

Свч-генератор

Владельцы патента RU 2321099:

Изобретение относится к импульсной технике больших мощностей и предназначено для генерации СВЧ-колебаний гигаватного уровня мощности. Техническим результатом является повышение к.п.д. СВЧ-генератора, частоты следования импульсов и плотности энергии СВЧ-импульсов за счет фокусировки энергии в заданном объеме. СВЧ-генератор содержит вакуумную камеру-резонатор, в которой расположен анод, подключенный к положительному потенциалу импульсного источника питания, и антенну. Анод выполнен в виде плоского кольца из немагнитного материала с высокой проводимостью. Напротив анода помещен цилиндрический катод, выполненный из тонкого немагнитного материала с низкой проводимостью, под которым помещены витки плоской кольцевой катушки с плотностью укладки витков, обратно пропорциональной радиусу. Витки катушки закрыты экранами-коллекторами электронного пучка, выполненными из тонкого немагнитного материала с невысокой проводимостью. На боковой поверхности вакуумной камеры-резонатора напротив катода помещено выходное окно антенны пирамидального типа. Заземленный катод и кольцевая катушка снабжены механизмом перемещения вдоль оси симметрии СВЧ-генератора и дополнительной внутренней катушкой, запитываемой от отдельного источника питания. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к импульсной технике больших мощностей и предназначено для генерации СВЧ-колебаний гигаватного уровня мощности.

Известны схемы генерации СВЧ-мощности на основе приборов с виртуальным катодом (ВК) [Рухадзе А.А., Столбцов С.Д., Тараканов В.П. Виркаторы (обзор). РиЭ. 1992, вып.3, с.385-395], в которых СВЧ-излучение возникает за счет колебаний электронов пучка относительно сетки с положительным потенциалом и колебаний плотности заряда в ВК. Такие генераторы содержат импульсный источник питания, заземленный катод, анод-сетку, вакуумную камеру, одновременно выполняющую роль резонатора, антенну, геометрическая ось которой расположена перпендикулярно оси пучка электронов, так называемые отражательные триоды с ВК. Некоторые схемы виркаторов содержат соленоиды, создающие продольное магнитное поле вдоль движения электронов пучка.

Наиболее близким к предложенному решению является отражательный триод с виртуальным катодом [Рухадзе А.А., Столбцов С.Д., Тараканов В.П. Виркаторы (обзор). РиЭ. 1992, вып.3, с.385-395], в котором энергия СВЧ-колебаний накапливается в резонаторе, образует обратную связь с пучком электронов, усиливая колебания заряда в ВК и тока в пучке электронов. Энергия СВЧ-колебаний с помощью антенны выводится наружу. Длина волны СВЧ-излучения связана с периодом колебаний электронов относительно сетки. Вектор Пойтинга электромагнитной волны перпендикулярен вектору скорости электронов пучка, а электрическая составляющая СВЧ-волны поляризована по вектору скорости электронов в пучке.

Основным техническим результатом предложенного изобретения является повышение к.п.д. СВЧ-генератора, частоты следования импульсов, и плотности энергии СВЧ-импульсов (вектора Пойтинга) за счет увеличения плотности энергии в заданном объеме.

Это достигается за счет того, что излучающий контур СВЧ-генератора содержит анод, выполненный в виде плоского кольца из немагнитного материала с высокой проводимостью, под которым помещены витки плоской кольцевой катушки с плотностью укладки витков, обратно пропорциональной радиусу, причем витки катушки как снаружи, так и внутри катода закрыты экранами-коллекторами электронного пучка, выполненными из тонкого немагнитного материала с невысокой проводимостью, а на боковой поверхности вакуумной камеры-резонатора напротив катода помещены выходные окна антенн пирамидального типа. Кроме того, заземленный катод и кольцевая катушка снабжены механизмом перемещения вдоль оси симметрии СВЧ-генератора и дополнительной внутренней катушкой, запитываемой от отдельного источника питания.

Пример конкретного выполнения.

В технике широко применяется дрейф пучка электронов в скрещенных электрическом и магнитном полях (E⊥B), например в магнетронах, где ЭО образуется вокруг катода, находящегося под отрицательным потенциалом, а анод заземлен. При генерации СВЧ-энергии происходит преобразование потенциальной энергии eU электрона у катода за счет взаимодействия с СВЧ-волной анодных резонаторов и движения по раскручивающейся спирали в E⊥B поле в энергию СВЧ-колебаний.

В ионном диоде с внешним магнитным полем [Фурман Э.Г., Степанов А.В., Фурман Н.Ж. Ионный диод. ЖТФ, 2007, №5, с.86-95] электронное облако образуется у радиально расположенной поверхности анода за счет замкнутого дрейфа электронов в E⊥B, образуя катодную поверхность с электронным зарядом, имитирующим катод ионного диода. Магнитное поле у анода имеет, в основном, только радиальную составляющую. В таком ионном диоде можно накапливать плотность заряда в ЭО, не ускоряя ионы, режим холостого хода (XX). Накопленный заряд в ЭО в режиме XX при определенных условиях можно заставить колебаться и получить СВЧ-излучение. Такие условия возникают на спадающей части импульса напряжения, когда требуется выполнение условия «плоского конденсатора» C·U(t)=Q. Но из-за инерционности электронного облака с накопленным зарядом Q в магнитном поле при уменьшении U(t) должна увеличиваться емкость системы С для выполнения условия Q=const, что должно сопровождаться уменьшением расстояния между зарядами на обкладках конденсаторов, а в магнитных полях это вызывает колебания зарядов и СВЧ-излучение.

С момента времени t₀, фиг.6, напряжение катод-анодного промежутка изменяется по закону режима холостого хода, пунктирные кривые. До момента времени t₁ в цепи источника питания протекает только емкостной ток, связанный с накоплением заряда 27 в ЭО. Затрат энергии на ускорение электронов практически нет, так как, родившись в точке «а» на катоде, где ϕ=0, фиг.1, он снова попадает по траекториям 15, 16 на коллекторы 6, 5 имеющие тот же потенциал, что и катод.

с собственной частотой

Электроны, уходящие в дрейфовое движение с эмиссионных кромок катода 2, совершают много оборотов у поверхности анода с дрейфовой скоростью V=Е/В, углубляясь в сторону анода на расстояние

Дрейфовая скорость электронов по радиусу определяется градиентом магнитного поля, кривой изменения индукции 18 и значительно на 10 2 ÷10 3 раз меньше V, так что образование электронного облака и накопление заряда требует времени (длительности фронта), а ЭО достаточно «инерционно».

В момент времени t₁, близкий к максимуму напряжения U(t), (25) рис.3, имеем «плоский» конденсатор с емкостью (1), в котором должно выполняться условие

Возникают колебания заряда ЭО у поверхности анода на расстоянии Δd˜ΔU/Q_Э при среднем расстоянии d, которое уменьшается со временем пропорционально U(t). Колебания заряда ЭО в созданном им же электрическом потенциальном поле и наложенным на него переменным электромагнитным полем стоячей СВЧ-волны камеры резонатора 7, возбуждаемой ЭР, приводит к раскачке СВЧ-колебаний, усилению радиальных конвекционных токов на поверхности анода и в ЭО. Радиальные конвекционные токи в ЭО резко увеличивают радиальный дрейф электронов. Скорость радиального дрейфа становится сравнимой со скоростью E/V, увеличивается потребляемый ЭР ток 28 до величины, определяемой волновым сопротивлением ЭР (нагрузка)

Мощность СВЧ-излучения, в первую очередь, определяется глубиной модуляции анодного напряжения, которая с уменьшением абсолютного значения анодного напряжения должна возрастать. Длительность формируемого СВЧ-импульса определяется соотношением накопленной энергии в емкости 11 источника питания и излучаемой энергии, т.е. Q_C≈Р·t, естественно с учетом к.п.д. преобразования энергии. По электродинамическим характеристикам это двухтактный генератор, имеющий теоретический к.п.д.→1.

Принцип работы рассмотренного СВЧ-генератора заключается в преобразовании потенциальной энергии (Q·ϕ/2) накапливаемого (восполняемого) заряда через кинетическую энергию его движения в Е⊥В полях в СВЧ-излучение, т.е. это прибор М-типа, как и магнетрон.

Для изменения геометрии ЭР и подстройки частот в камере-резонаторе 7 используется подстроечная катушка 17, фиг.1. Величиной тока в ней можно регулировать ход зависимости индукции от радиуса фиг.5, а следовательно, скорость радиального дрейфа движущихся в E⊥B полях электронов ЭО, т.е. регулировать плотность заряда ЭО и его геометрию за счет значения ларморовых радиусов, фиг.4. Это возможно, так как влияние объемного заряда и вызываемых им полей сравнимо с действующими стационарными.

С помощью выходного окна и пирамидальной антенны 14, выполняющих согласующую роль между волновым сопротивлением ЭР и свободным пространством, излучение СВЧ-мощности выводится в пространство. Учитывая, что излучение ЭР в камере имеет круговую направленность СВЧ-излучения из ЭО и круговую симметрию устройства относительно оси X, выходных окон, а следовательно, антенн может быть несколько, симметрично расположенных на боковых поверхностях резонатора.

1. СВЧ-генератор, содержащий вакуумную камеру-резонатор, в которой расположен анод, подключенный к положительному потенциалу импульсного источника питания, антенну, отличающийся тем, что анод выполнен в виде плоского кольца из немагнитного материала с высокой проводимостью, напротив анода у внутреннего радиуса помещен цилиндрический катод, выполненный из тонкого немагнитного материала с низкой проводимостью, под которым помещены витки плоской кольцевой катушки с плотностью укладки витков, обратно пропорциональной радиусу, причем витки катушки как снаружи, так и внутри катода, закрыты экранами-коллекторами электронного пучка, выполненными из тонкого немагнитного материала с невысокой проводимостью, а на боковой поверхности вакуумной камеры-резонатора напротив катода помещены выходные окна антенн пирамидального типа.

2. СВЧ-генератор по п.1, отличающийся тем, что заземленный катод и кольцевая катушка снабжены механизмом перемещения вдоль оси симметрии СВЧ-генератора и дополнительной внутренней катушкой, запитываемой от отдельного источника питания.

Источник