Нагрузочные характеристики и оптимальные режимы работы лампового генератора

Нагрузочные характеристики лампового генератора есть зависимости его выходных электрических параметров: колебательной мощности , потребляемой , мощности рассеивания на аноде амплитуд первых гармоник тока и напряжения постоянной составляющей тока и КПД - от сопротивления нагрузки генератора . С их помощью можно выбрать оптимальный режим работы генератора по различным критериям (например, получению максимальной мощности) и определить влияние изменения нагрузки (например, влияние входного сопротивления антенны) на выходные параметры ВЧ генератора.

Координаты переломной точки на графиках этих характеристик определяются граничным режимом работы, которому соответствует сопротивление нагрузки . В недонапряженном режиме работы амплитуда анодного тока остается практически неизменной и потому постоянная составляющая и 1-я гармоника анодного тока мало зависят от сопротивления нагрузки . В перенапряженном режиме в силу провала в импульсе тока два данных параметра начинают уменьшаться по мере увеличения . В целом зависимости и имеют вид, представленный на рисунке.

Нагрузочные характеристики и оптимальные режимы работы лампового генератора

Максимум выходной мощности генератор отдает в граничном режиме работы. Именно в этом режиме его внутреннее дифференциальное сопротивление по 1-й гармонике сигнала равно сопротивлению анодной нагрузки. Максимум КПД генератор имеет в слабо перенапряженном режиме работы. В генераторе недопустим режим короткого замыкания (), когда вся потребляемая мощность рассеивается анодом лампы. Поскольку работа ВЧ генератора оценивается несколькими параметрами, то в зависимости от выбранного критерия меняются условия обеспечения оптимального режима его работы. Pacсмотрим какой угол отсечки следует выбрать, чтобы обеспечить оптимальный режим работы при трех критериях: мощности ВЧ сигнала , КПД , коэффициенте усиления по мощности . Для трех данных критериев имеем:

;

;

.

Зафиксировав в данных формулах все параметры, кроме угла отсечки , получим с учетом зависимостей для коэффициентов разложения косинусоидального импульса следующие результаты:

максимум мощности генератор отдает при , максимум КПД генератор имеет при ;

максимум коэффициента усиления по мощности можно получить при .

Компромиссным вариантом, при котором все три параметра имеют значения, близкие к оптимальным, является выбор угла отсечки в пределах . В большинстве случаев принимают .