Создание генератора на 2,45ГГц >50Вт Опции

[tl494]

Здравствуйте!

По теме своего диплома хочу создать генератор для накачки безэлектродной серной лампы. Смысл в том что в цилиндрическом резонаторе возбуждаем моду ТЕ111 и в пучность поля помещаем колбу с газом.
Сейчас имеется прототип такой системы с возбуждением от печного магнетрона мощностью около 700Вт.
Магнетрон подключается к волноводу а тот к резонатору через щель связи.


Требуется по сути создать аналогичное устройство но с мощностью порядка 50..100Вт частотой также 2,45.
Резонатор планирую возбуждать петлёй связи по коаксиалу.
Рассматривал несколько вариантов - автогенератор либо отдельно задающий ген + усилитель мощности.
Остановился пока на втором варианте т.к. по автогенераторам такой мощности и частоты не смог толком найти информации.

Задающий ген хочу взть готовый, VCO модуль 2436...2496MГц, 10мВт.
http://rfbayinc.com/upload/files/data_sheet/vco/v800me20.pdf

Вот с усилителем пока много неясностей..
Как я понимаю каскады должны работать в классе C т.к. повышается КПД а высокой линейности не требуется.
Для первых проб выбрал транзистор BLF2047
http://www.dectel.ru/philips/techdoc/RF/Ce...z/BLF2047_4.pdf
Импедансы у него документированы до 2,5ГГц.

В даташите приведена разводка платы для 2,2ГГц, попробовал для примера посчитать входную часть по диаграммам Смита (в программке Smith-chart) чтобы потом пересчитать на 2.45, но получается что-то совсем не то, т.е. импеданс приходит совсем не к 50 Омам. (линии считал в AppCADe, толщину и проницаемость подложки учёл). Проделывал тоже самое для другого транзистора PTF080901, там указаны электрические длины линий согласования, тоже не сходится.
Подскажите пожалуйста что здесь не так ?
Как-то приходилось согласовывать каскады усилителя ~200МГц по диаграммам Смита, тогда всё получалось.
Может быть совсем некорректно разбивать на отдельные линии даташитовскую топологию, а нужно моделировать топологию целиком ? Сейчас осваиваю HFSS для моделирования резонатора, возможно ли там смоделировать цепочку соласования ?

Заранее спасибо!

Мои знания в электронике - контроллеры Avr, Stm32, инверторы до киловатта, некоторые высоковольтные устройства на лучевых лампах., т.е. с СВЧ серьезно не сталкивался.

[tl494]

Возможно это представление поможет сфомировать задание HFSS.

Большое спасибо, если не секрет, скажите автора книги.

Мне вот недавно попалась книжка по мощным промышленным плазмохимическим реакторам, там рекомендуют возбуждать разряд сразу несколькими частотами, вплоть до использования шумового сигнала.. Думаю на будущее это пригодится.

Моделировал спирали..
Колбу пока не помещаю внутрь спирали, руководитель против)



В качестве колбы задаю материал с потерями (с конечной проводимостью), хорошо видно как величина потерь сказывается на добротность, резонансный максимум "расплывается"
другое дело что это к сожалению не дает никакой количественной оценки.

Также придумал возбуждать колбу двумя спиралями в противофазе, как соберу усилитель проверю, покритикуйте пожалуйста такой способ)

[merkader]

Большое спасибо, если не секрет, скажите автора книги.

Я цитировал две книги
Окресс Э. (ред.) =СВЧ-Энергетика= т.3 (М. Мир, 1971) (есть на либгене) краткие доступные для первого ознакомления обзоры и
Диденко А.Н. =СВЧ- энергетика. Теория и практика= (М. Наука, 2003) - сдесь СВЧ-лампы достаточно полно описаны. Посмотрите статьи
Э.Шлифер =Некоторые особенности и проблемы создания осветительных и облучательных устройств на базе безэлектродных газоразрядных ламп с СВЧ- накачкой.=
Э.Шлифер =Безэлектродные СВЧ-разрядные источники света: перспективы просматриваются=

Мне вот недавно попалась книжка по мощным промышленным плазмохимическим реакторам, там рекомендуют возбуждать разряд сразу несколькими частотами, вплоть до использования шумового сигнала.. Думаю на будущее это пригодится.

Это в большей степени для больших камер (объемов) для равномерного распределения нагревающих полей. В бытовой СВЧ печи вращают нагрузку или меаллические лопасти. А Ваша нагрузка точечная и разместить ее надо в максимуме резонансного поля в противном придется давить киловатной мощностью. Да и частоты Вы можете выбрать, только разрешенные для промышленного использования 915 МГц и 2450 МГц.

Моделировал спирали..
Колбу пока не помещаю внутрь спирали, руководитель против)

Аргументирует почему?

В качестве колбы задаю материал с потерями (с конечной проводимостью), хорошо видно как величина потерь сказывается на добротность, резонансный максимум "расплывается"
другое дело что это к сожалению не дает никакой количественной оценки.

Наверно как то и это все считается.

Также придумал возбуждать колбу двумя спиралями в противофазе, как соберу усилитель проверю, покритикуйте пожалуйста такой способ)

Петр Капица так свои плазмоиды получал, только применял коаксиальные резонаторы. В эксперименте это допустимо, а вот для практики не очень, тк Вам придется фазировать 2 источника сигнала и менять их параметры в зависимости от СВЧ разряда.