دانلود پایان نامه

چکیـده:

این مقاله تحقیقی در مورد بررسی لامپ های پرقدرت مورد استفاده در رادار از نظر پهنای باند، قدرت، بهره ، راندمان و غیره می باشد.

در فصل اول با مطالعه روی لامپ های با میدان متقاطع (M- Type) و توصیف انواع آن پیشرفت های اخیر در این زمینه را ارئه نموده است.

در فصل دوم به بررسی لامپ های با پرتو خطی (O-Type) و انواع مختلف آن و بررسی عمکرد تک تک آنها و آخرین تکنولوژی روز جهان پرداخته شده است.

 فصل اول

لامپ های با میدان متقاطع
(Cross – Field) مایکروویوی (M-Type)

 مقدمه

در لامپ های با میدان متقاطع (Cross Fielde) میدان مغناطیسی dc و میدان الکتریکی dc بر یکدیگر عمودند. در همه لامپ های CF میدان مغناطیسی dc نقش مستقیمی در فرآیند اندرکنشی RF ایفا می کند.

لامپ های CF نامشان را از این حقیقت که میدان الکتریکی dc و میدان مغناطیسی dc بر یکدیگر عمودند گرفته اند. در لامپ CF الکترونهایی که توسط کاتد ساطع می شوند بوسیله میدان الکتریکی شتاب داده می شوند و سرعت می گیرند. اما همانطور که با ادامه مسیر سرعتشان بیشتر می شود توسط میدان مغناطیسی خم می شوند. اگر یک میدان RF در مدار آند به کار برده شود الکترون هایی که در طی اعمال میدان کاهنده وارد مدار شوند کند می شوند و مقداری از انرژی خود را به میدان RF می دهند. در نتیجه سرعتشان کاهش می یابد و این الکترونهای با سرعت کمتر در میدان الکتریکی dc که به میزان کافی دور هست تا ضرورتاً همان سرعت قبلی را دوباره بدست بیاورند طی مسیر می کنند. بدلیل کنش اندرکنش های میدان متقاطع فقط آن الکترون هایی که انرژی کافی به میدان RF داده اند می توانند تمام مسیر تا آند را طی کنند. این خصیصه لامپ های CF را نسبتاً مفید می سازد. آن الکترونهایی که در طی اعمال میدان شتاب دهنده وارد مدار می شوند بر حسب دریافت انرژی کافی از میدان RF شتاب داده می شوند و به سمت کاتد باز می گردند. این بمباران برگشتی در کاتد گرما ایجاد می کند و راندمان کار را کاهش می دهد.

در این فصل چندین لامپ CF را که عموماً به کار برده می شوند مورد مطالعه قرار می دهیم.

  • اسیلاتورهای مگنترون

   Hull در سال 1921 مگنترون را اختراع کرد. اما این وسیله تاحدود دهه 1940 تنها یک وسیله آزمایشگاهی جالب بود. در طول جنگ جهانی دوم نیازی فوری به مولدهای ماکروویوی پرقدرت برای فرستنده های رادار منجر به توسعه سریع مگنترون شد. همه مگنترون ها شامل بعضی اشکال آند و کاتد که در یک میدان مغناطیسی در میان یک میدان الکتریکی بین آند و کاتد کار می کنند می باشند. به دلیل میدان تقاطع بین آندو کاتد الکترون هایی که از کاتد ساطع می شوند تحت تأثیر میدان متقاطع مسیرهایی منحنی شکل را طی می کنند.

اگر میدان مغناطیسی dc به اندازه کافی قوی باشد الکترون ها به آند نخواهند رسید ولی درعوض به کاتد باز می گردند. در نتیجه جریان آند قطع می شود. مگنترون ها را می تان به سه نوع طبقه بندی کرد:

  •  مگنترون با آند دو نیم شده

این نوع مگنترون از یک مقاومت منفی بین دو قسمت آند استفاده می کند.

  •  مگنترون سیکلوترون فرکانس

این نوع مگنترون تحت تأثیر عمل سنکرون کردن یک جزء متناوب میدان الکتریکی و نوسان پریودیک الکترون ها در یک مسیر مستقیم با میدان عمل می کند.

  •  مگنترون موج رونده

این نوع مگنترون به اندرکنش الکترون ها با میدان الکترومغناطیسی رونده با سرعت خطی بستگی دارد. این نوع از لامپها به صورت ساده به عنوان مگنترون نامیده می شود.

   مگنترون ها با مقاومت منفی معمولاً در فرکانس های زیر ناحیه مایکروویوی کار می کنند. اگرچه مگنترون های سیکلوترون فرکانس در فرکانس ناحیه مایکروویوی کار می کنند، قدرت خروجی آنها بسیار کم است (حدود 1 وات در GHZ 3) و راندمان آنها بسیار کم است. (حدود 10% در نوع آند دونیم شده و 1% در نوع تک آندی) بنابراین دو نوع اول مگنترون ها در این نوشتار مورد توجه نیستند.

مگنترون های استوانه ای

دیاگرام شماتیکی اسیلاتور مگنترون استوانه ای در شکل زیر نشان داده می شود. این نوع مگنترون، مگنترون قراردادی نیز نامیده می شود.

در مگنترون استوانه ای چندین حفره به شکاف ها متصل شده اند و ولتاژ dc V0 بین کاتد و آند اعمال می شود. چگالی شار مغناطیسی B0 در راستای محور Z است. وقتی که ولتاژ dc و شار مغناطیسی به درستی تنظیم شوند الکترون ها مسیرهای دایروی را در فضای آند- کاتد تحت نیروی ترکیبی میدان الکتریکی و مغناطیسی طی می کند.

برای سالهای بسیار مگنترون ها منابع پرقدرتی در فرکانس هایی به بزرگی GHZ 70 بوده اند. رادار نظامی از مگنترون های موج رونده قراردادی برای تولید پالس های RF با پیک قدرت بالا استفاده می کند. هیچ وسیله مایکروویوی دیگری نمی تواند همانطور که مگنترون های قراردادی می توانند عمل مگنترون را با همان اندازه، وزن، ولتاژ و محدوده راندمان انجام دهد. در حال حاضر، مگنترون می تواند پیک قدرت خروجی تا KW 800 می رسد. راندمان بسیار بالاست و از 40 تا 70% تغییر می کند.

مگنترون کواکسیالی

مگنترون کواکسیالی از ترکیب یک ساختار رزوناتوری آند که توسط یک حفره با Q بالا که در مورد TE011 کار می کنند احاطه شده است تشکیل شده است.

شیارهایی که در پشت دیواره حفره های متناوب ساختار رزوناتوری آند قرار دارند به طور محکمی میدان های الکتریکی این رزوناتورها را با حفره احاطه کننده کوپل می کنند. در عمل مود   میدان های الکتریکی در همه حفره های دیگر هم فاز هستند و بنابراین آنها در جهت یکسان با حفره احاطه کننده کوپل می شوند. در نتیجه حفره کواکسیالی محیطی مگنترون را در مورد     مطلوب تثبیت می کند. در مورد TE011 مطلوب میدان های الکتریکی مسیری دایروی را در داخل حفره طی می کنند و در دیواره های حفره به صفر کاهش می یابند. جریان در مورد TE011 در دیواره های حفره در مسیرهای دایروی حول محور لامپ جریان دارند. مودهای غیرمطلوب توسط تضعیف کننده در داخل استوانه داخلی شیاردار نزدیک انتهاهای شیارهای کوپلینگ میرا می شوند. مکانیزم تنظیم ساده و قابل اعتماد است. رزوناتور آند مگنترون کواکسیالی می تواند بزرگتر و با پیچیدگی کمتری نسبت به مگنترون قراردادی باشد. بنابراین بارگذاری کاتد کمتر است و شیب های ولتاژ کاهش داده می شوند.

مگنترون با قابلیت تنظیم ولتاژ

مگنترون با قابلیت تنظیم ولتاژ یک اسیلاتور باند وسیع با فرکانس متغیر با تغییر ولتاژ اعمال شده بین آندوسل است. همانطور که در شکل زیر نشان داده می شود پرتو الکتریکی از یک کاتد استوانه ای کوتاه از یک انتهای دستگاه ساطع می شود.

الکترون ها توسط میدان های الکتریکی مغناطیس به شکل یک پرتو توخالی درمی آیند و سپس به طور اساسی از کاتد به بیرون فرستاده می شود. سپس پرتو الکترونی به ناحیه بین سل و کاتد وارد می شوند. پرتو با سرعتی که توسط میدان مغناطیسی محوری و ولتاژ dc اعمال شده بین آند و سل کنترل می شود حول سل می گردد.

مگنترون با ولتاژ قابل تنظیم از یک رزوناتور با Q کم استفاده می کند و پهنای باند آن در سطوح قدرت کم از 50% تجاوز می کند. در مورد ، فرآیند دسته شدن پرتو توخالی در رزوناتور رخ می دهد و فرکانس نوسان توسط سرعت چرخشی پرتو الکترونی تعیین می شود. به عبارت دیگر فرکنش نوسان را می توان با تغییر ولتاژ dc اعمال شده بین آند و سل کنترل کرد.

در سطوح قدرت بالا و فرکانس های بالا درصد پهنای باند محدود است، در حالیکه در سطوح قدرت کم و فرکانس های بالا پهنای باند ممکن است به 70% برسد.

مگنترون کواکسیالی معکوس

مگنترون را می توان با آند و کاتد معکوس ساخت. یعنی اینکه کاتد آند را احاطه کند. در مگنترون کواکسیالی معکوس حفره در داخل یک استوانه شیاردار قرار می گیرد و آرایه پره رزوناتور در خارج آن قرار گرفته است. کاتد یک حلقه حول آند تشکیل می دهد. شکل زیر دیاگرام شماتیکی مگنترون کواکسیالی را نشان می دهد.

 

(ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

از لینک زیر می توانید دانلود کنید :

فایل ها برای اینکه حجم آنها پایینتر شود وراحتتر دانلود شوند با فرمت rar یا zip فشرده شده و پسوردگذاری شده اند. پسورد همه فایل های این سایت یکسان است.

برای دریافت پسورد فایل اینجا کلیک کنید

 دانلود متن کامل پایان نامه رشته برق درباره پهنای باند، قدرت و راندمان لامپ های پرقدرت در رادار


دیدگاهتان را بنویسید