Пакетированные магнетргоны, пригодные для работы при скважности 1000 и меньше, применены в передатчиках метеоРЛС 152. Аналоги этих приборов с воздушным охлаждением, работающие при скважности 2000, применены в двухчастотном радиолокационном комплексе для поиска нефтяных загрязнений в акваториях морей и океанов 153.
Использование различных методов фазовой синхронизации магнетрона открывает новые возможности для применения этих приборов в передатчиках когерентных РЛС. Если ранее разрабатывались методы синхронизации магнетронов 3сантиметрового диапазона, то в последние 20 лет ведутся исследования возможности использования мощных (до 100 кВт) синхронизированных магнетронов в когерентных РЛС 8миллиметрового диапазона 137, 187.
Широкое применение находят синхронизированные магнетроны в головках самонаведения ракет. В этих применениях наиболее существенным является очень высокая скорость передачи информации, когда ГСН приближается к цели.
Это означает способность магнетрона работать с высокой частотой повторения импульсов и большой средней мощностью 184.
По уровню выходной мощности магнетрон не может конкурировать с мощными усилительными цепочками на ЛБВ или клистронах с распределенным взаимодействием. Однако, учитывая сравнительную дешевизну, меньшие габариты и относительно низкие рабочие напряжение в ряде случаев оказывается предпочтительным применение магнетронов. Особенно это характерно для гражданских систем, в которых важное значение имеют стоимость и безопасность оборудования. Особенно широкое применение в таких РЛС находят магнетроны с быстрой перестройкой частоты 185. Их применение позволяет получить характеристики РЛС сравнимые с характеристиками когерентных РЛС при значительно меньшей стоимости.
Внешний вид передатчика на основе миниатюрного магнетрона (рис.30) и твердотельного коммутатора: объем передатчика 2л, масса 1,6 кг.
Выводы
Магнетроны диапазона ММВ и в настоящее время остаются востребованными приборами. Разработки таких генераторов продолжаются в США, Англии, Японии, Голландии, России, Украине и в Китае. В последней четверти XX века количество новых типов серийных магнетронов постоянно снижалось, но их параметры улучшались. Номенклатура магнетронов диапазона ММВ расширяется в основном за счет генераторов коаксиальных конструкций 8миллиметрового диапазона. Продвижение КМ в коротковолновую часть миллиметрового диапазона сдерживается двумя факторами: малой формои теплоустойчивостью цилиндрической стенки, разделяющей СР и анодную замедляющую систему. Стремление разгрузить катод приводит к значительным радиальным размерам СР, вследствие чего зависимость собственной частоты резонатора от его осевого размера становится большой и приводит практически к потере управления частотой автоколебаний. ОКМ уступает КМ как по КПД, так и по величине полосы перестройки частоты. Так ОКМ типа SFD327 8миллиметрового диапазона при напряжении 22,5 кВ и токе анода 32 А обеспечивает выходную мощность 150 кВт при КПД 21% 171. КМ этого же диапазона типа МИ471 при напряжении анода 14,5 кВ обеспечивает КПД около 31,5% 21. Именно величина КПД является одним из основных факторов сдерживающих освоение коротковолновой части миллиметрового диапазона с помощью ОКМ 21.
Улучшение параметров магнетронов коротковолновой части миллиметрового диапазона будет во многом определяться повышением эффективности режима взаимодействия электронного потока с пространственной гармоникой дублетного вида колебаний равнорезонаторной ЗС анодного блока 41. Создание трехмерной теории магнетронов на пространственных гармониках, а также исследование дрейфовоорбитальных резонансов в неклассических магнетронах будет способствовать созданию недорогих высокоэффективных малогабаритных генераторов миллиметровых волн с большим сроком службы 6482, 102104. В недалеком будущем следует ожидать появления промышленной конструкции конкурентоспособных импульсных магнетронов на высших пространственных гармониках п вида колебаний 42.
Одна из наибольших трудностей в создании традиционных классов ЭВП миллиметрового диапазона волн вызвана необходимостью построения замедляющих высокочастотных систем и резонаторов с размерами элементов меньших длины волны. При этом в коротковолновой части миллиметрового диапазона возникают значительные технологические трудности при изготовлении высокочастотных систем, связанные с обеспечением необходимой точности размеров и качества обработки поверхности. Кроме того, в таких системах возрастают высокочастотные потери, снижается их электрическая прочность, существенно уменьшается теплостойкость. Указанные факторы приводят в конечном итоге к значительному снижению уровня энергетических характеристик ЭВП Ои Мтипов в диапазоне миллиметровых волн.
Преодоление указанных трудностей оказалось возможным при использовании криволинейных электронных потоков с колеблющимися электронами, в частности, криволинейных периодических потоков с колебаниями электронов в плоскости, перпендикулярной направлению распространения СВЧэнергии.
Приборы этого класса строились еще в двадцатых годах прошлого столетия и являлись первыми СВЧ электровакуумными приборами. К таким приборам следует отнести триоды с положительной сеткой, магнетроны с гладким анодом, строфотроны, гелитроны. В триодах с положительной сеткой электроны совершают колебания относительно сетки 3 между отражающими электродами катодом 1 и анодом 2; в цилиндрических диодных магнетронах с осевым магнитным полем электроны движутся по эпициклоидам в пространстве взаимодействия между катодом 1 и анодом 2; в строфотроне электроны совершают колебательные движения между отражающими электродами 3.
Пакетированные магнетргоны, пригодные для работы при скважности 1000 и меньше, применены в передатчиках метеоРЛС 152. Аналоги этих приборов с воздушным охлаждением, работающие при скважности 2000, применены в двухчастотном радиолокационном комплексе для поиска нефтяных загрязнений в акваториях морей и океанов 153.
