1. Ознакомиться с теоретической частью работы и с описанием измерительной установки.
2. Ознакомиться с «Инструкцией по включению установки и проведению измерений».
3. Включить установку в соответствии с «Инструкцией» и снять следующие характеристики:
– зависимости выходной мощности, генерируемой частоты и анодного тока от анодного напряжения при различных фиксированных напряжениях управляющего электрода (по указанию преподавателя);
– зависимости выходной мощности, генерируемой частоты и анодного тока от напряжения управляющего электрода при различных фиксированных значениях анодного напряжения (по указанию преподавателя).
4. Снять характеристики зависимостей, указанных в п. 3, при работе митрона на рассогласованную нагрузку, а также зависимость нагрузки от анодного напряжения (необходимые изменения в схеме произвести по указанию преподавателя).
5. Провести сравнение характеристик по п. п. 3 и 4.
7.5. Содержание отчета
1. Цель работы.
2. Схематический чертеж митрона с обозначением его основных узлов.
3. Схема измерительной установки и перечень использованных измерительных приборов.
4. Таблицы полученных экспериментальных зависимостей с оценкой точности проведенных измерении и рассчитанных по ним значений КПД.
5. Графики полученных экспериментальных зависимостей в удобном масштабе.
6. Графики расчетных значений зависимости КПД от напряжений на аноде и управляющем электроде.
7. Расчетные значения крутизны электрической перестройки и добротности внешней колебательной системы.
8. Заключение, содержащее объяснение полученных зависимостей.
7.6. Контрольные вопросы
1. В чем заключается характерная особенность процессов энергообмена в скрещенных полях?
2. Каковы конструктивные особенности митрона?
3. Каковы особенности рабочих характеристик митрона?
4. Почему у митрона большой мощности коэффициент перестройки меньше, чем у маломощных митронов?
5. Чем объясняется линейность частотной характеристики митрона?
8. ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНЫХ СИСТЕМ ПРИБОРОВ О-ТИПА
Цель работы: ознакомление с конструкцией магнитных систем, обеспечивающих фокусировку электронного пучка в приборах О-типа. Экспериментальное исследование магнитных систем и их компьютерное моделирование.
8.1. Основные теоретические положения
8.1.1. Типы магнитных систем
В приборах О-типа для преобразования энергии источника питания в энергию СВЧ-поля используются электронные пучки, протяженность которых значительно превосходит их поперечные размеры. Для фокусировки (транспортировки) таких пучков в каналах электродинамических систем используются магнитные поля, создаваемые соленоидами или постоянными магнитами [8]. Системы с постоянными магнитами являются более предпочтительными, так как не требуют дополнительного источника питания.
По характеру осевого распределения магнитных полей магнитные системы делятся на три основных типа: системы с однородным полем, системы с реверсивным полем и магнитные периодические системы. Применение реверсивных и периодических полей обеспечивает значительный выигрыш в весе и габаритах магнитных систем.
8.1.2. Магнитная система с однородным полем
Поперечное движение электронов в зоне однородного магнитного поля определяется действием двух сил: силы кулоновского взаимодействия 
и магнитной фокусирующей силы 
. Первая направлена от оси симметрии системы и оказывает на пучок расфокусирующее действие, вторая, направленная к оси системы, должна противодействовать действие первой. Теоретический анализ дает следующие выражения для указанных сил, действующих на граничные электроны пучка:
(8.1)
, (8.2)
где 
– ток электронного пучка, 
– ускоряющее напряжение, 
– радиус пучка, 
– 
-составляющая магнитной индукции.
Уравнение движения граничных электронов пучка в этом случае имеет следующий вид:
(8.3)
Полагая 
, находим условие баланса расфокусирующей и фокусирующей сил
Подстановка в эту формулу численных значений входящих в нее констант дает
(8.4)
где – индукция магнитного поля, выраженная в гауссах, – ток электронного пучка в амперах, – ускоряющее напряжение в вольтах.
8.1.3. Магнитная периодическая система
Магнитное поле в этом случае является периодической функцией координаты . В большинстве практических случаев осевое распределение магнитного поля с хорошей степенью точности аппроксимируется простым гармоническим законом
или 
,
где 
– амплитуда магнитной индукции, 
– период магнитного поля.
Из формулы (8.2) следует, что магнитная сила пропорциональна квадрату магнитной индукции и, следовательно, не зависит от ее знака и оказывается фокусирующей как в положительном, так и в отрицательном полупериодах магнитной индукции. Вместе с тем, так как является функцией координаты , то в магнитной периодической системе невозможно обеспечить точный баланс кулоновской и магнитной сил на всем протяжении фокусирующей системы. Однако при определенных условиях можно обеспечить баланс этих сил в среднем за период фокусирующей системы. Условие такого баланса может быть записано в виде
(8.5)
Полагая приближенно, что на отрезке оси , равном периоду поля , радиус электронного пуска меняется слабо ( 
), c учетом формул (8.1), (8.2), (8.3) получаем
(8.6)
Это соотношение устанавливает связь параметров пучка , , и магнитной индукции , которая обеспечивает баланс кулоновской и магнитной сил в среднем за период системы.
Полагая, что меняется по гармоническому закону, из (8.6) получаем
,
или, после подстановки численных значений,
. (8.7)
Входящие в эту формулу величины имеют те же размерности, что и величины в формуле (8.4). Качественно характер движения электронного пучка в режиме, когда обеспечен баланс кулоновской и фокусирующей сил в среднем за период, может быть описан следующим образом. В области малых значений магнитной индукции пучок расширяется под действием кулоновских сил взаимодействия, однако, попадая в область больших значений магнитной индукции, он испытывает фокусирующее действие магнитной силы и начинает сжиматься. В конце полупериода радиус пучка приближается к его начальному значению. На следующих полупериодах характер движения пучка сохраняется. Периодические изменения радиуса пучка с периодом 
, равным половине периода магнитного поля 
, являются характерной особенностью движения пучка в МПФС. Эти периодические изменения радиуса пучка получили название «волнистости» пучка.
Если условия баланса сил в среднем за период не соблюдены, то движение пучка имеет более сложный характер, к волнистости пучка добавляются пульсации границы пучка, зависящие от соотношения параметров пучка и величины магнитной индукции.
Расчет движения пучка в общем случае требует решения дифференциального уравнения граничной траектории пучка, которое при использовании нормированных (безразмерных) величин может быть представлено в следующем виде [8]:
(8.8)
где 
– нормированный радиус пучка; 
– нормированная продольная координата; 
– параметр магнитного поля; 
– параметр пространственного заряда, 
– продольная скорость электронов.
Уравнения (8.3) и (8.8), определяющие движение граничных траекторий электронных пучков в однородном и периодическом магнитных полях не имеют аналитических решений, и расчет траекторий производится на ЭВМ с использованием разработанных для этой цели программ.