Усилитель мощности на лампе бегущей волны

    Три года назад для меня этот вопрос стал очень остро, статьи Сергея Георгиевича RW3BP и Александра Эдуардовича RW1AW мне не давали покоя и работа закипела. В этой статье я не буду останавливаться на общей картине постройки ЕМЕ станции для диапазона 3см, по возможности опишу всё это в отдельных статьях, тем более огромное количество материала по этим вопросам уже написано первопроходцами SHF диапазонов на страницах нашего УКВ портала, здесь я хочу описать лишь свой опыт конструирования усилителя мощности с применением ЛБВ. Дело всё в том, что со временем, осваивая новые СВЧ диапазоны пришёл к выводу, что начинать постройку ЕМЕ станции надо именно с постройки хорошего усилителя мощности, и лишь потом переходить к антенне и остальной обвязке.

Итак, какой выбор у нас есть?

Пути решения проблемы получения достаточной для работы ЕМЕ мощности, а это примерно 50-60вт на диапазоне 6см и 20-30вт на диапазоне 3см две.

• транзисторный усилитель
• усилитель на ЛБВ
  

Начнём с первого, такие усилители можно изготовить самому, для этого нам понадобится несколько транзисторов ценой 300-400$ за шт , свч материал для ПП и огромное везение, что транзисторы не китайские подделки и что они не вылетят при настройке.

Готовый усилитель можно приобрести у известных производителей DB6NT или DL2AM по цене примерно 1800евро за 20вт мощности(что конечно ускорит ваше появление на свч диапазоне).

Мне к сожалению эти цены пока недоступны, поэтому я пошёл по второму пути –ЛБВ
Почему? – на то есть две причины:

• эти лампы ещё можно найти по реальной цене
• Высокое усиление, для получения выходной мощности в 90-100вт достаточно раскачки в 100-200мВТ
  

Из недостатков- высокие питающие напряжения и низкий КПД (20-30%). Но учитывая цену 1вт то ЛБВ выигрывает. И самое важное для меня- на диапазонах выше 24ГГц кроме ЛБВ ничего доступного для простого смертного пока не придумали.

Устройство ЛБВ.

ЛБВ - лампа бегущей волны, я их делю на несколько групп и классов:
Группы- ЛБВ непрерывного действия и ЛБВ импульсные, различаются маркировкой и назначением.

ЛБВ непрерывного действия обычно маркируются буквами УВ-ХХХХ, импульсные ЛБВ УВИ-ХХХХ. Для наших целей импульсные ЛБВ малопригодны, поскольку большую мощность они отдают в импульсе, кратковременно, поэтому их системы охлаждения и питания несколько отличаются от обычных УВ ламп, хотя я знаю, что некоторые из наших и зарубежных УКВистов применяли и такие ЛБВ, но я честно говоря не решился.

Классы ЛБВ со спиральной замедляющей системой и ЛБВ с замедляющей системой на резонаторах. Различаются шириной полосы пропускания, про маркировку к сожалению ничего сказать не могу.

ЛБВ с спиральной ЗС очень широкополосны, к примеру одну и туже лампу со спиральной ЗС можно использовать на диапазоне 3 и 6см практически ничего не переделывая, зарубежные ультрокоротковолновики перетягивают ЛБВ с диапазона 3см на диапазон 1,2см. Напротив, ЛБВ с ЗС на резонаторах имеют довольно узкую полосу и тут при выборе необходимо не ошибиться.

Все ЛБВ можно разделить ещё на два класса:

• ЛБВ с коаксиальным входом и выходом;
• ЛБВ с волноводными входом и выходом.

Иногда бывают ЛБВ у которых вход коаксиальный, а выход волноводный. Разделить ЛБВ на эти два класса меня заставило то обстоятельство, что на эти лампы практически нет никакой справочной информации, и определить их частотный диапазон иногда представляется возможным только по сечению входных-выходных волноводов, точнее по их граничной частоте или по паспортным рабочим частотам СВЧ разъёмов, что гораздо сложнее.

Ниже я привожу общепринятые стандарты волноводов, и их рабочие частоты.

A - ширина канала волновода
B - высота канала волновода
S - толщина стенки

* Для алюминиевого волновода коэффициент 1,3. Для латунного (Л63) - 2,0

   Отечественные волноводы как и всё отечественное немного отличаются по размерам, но всё равно, пользуясь этой таблицей можно приблизительно оценить рабочий диапазон  ЛБВ.
Принцип работы ЛБВ достаточно сложен, он подробно описан в специализированной литературе и на страницах интернета, на нём я останавливаться не буду, поскольку сам до сих пор не понимаю многих процессов протекающих в лампе.
На следующем рисунке приведена электрическая схема ЛБВ.

Для нас главное – ввести ЛБВ в режим и правильно подготовить и эксплуатировать её.
Начнём по порядку согласно схемы.

1.    Напряжение накала, при конструировании усилителя на ЛБВ большинство конструкторов применяют так называемый плавный пуск накала, это осуществляется в простом случае применением обычных резисторов, то есть накальный трансформатор изначально рассчитывается на чуть большее напряжение чем напряжение накала , обычно на 1-2 вольта больше, а накал подключается к нему через гасящий резистор, в результате, при  включении ЛБВ, когда спираль накала ещё холодная и потребляет большой ток на резисторе происходит падение напряжения и ограничение этого тока, когда же спираль прогревается, то падение напряжения уменьшается и напряжение накала возвращается в норму. Ещё один важный момент- ввиду конструктивных особенностей ЛБВ на выводах накала (а он чаще всего соединён катодом) присутствует высокое напряжение, поэтому конструкцию и изоляцию накального трансформатора необходимо расчитывать на это напряжение. И ещё один важный момент – ВСЕ ВЫСОКИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПОДАЮТСЯ С ЗАДЕРЖКОЙ  ОТНОСИТЕЛЬНО ВКЛЮЧЕНИЯ НАКАЛА, то есть сначала подаётся напряжение накала, а затем через 3-5минут подаются остальные напряжения.
2.    Напряжение на катоде- ввиду особенностей конструкции ЛБВ, в которой замедляющая система конструктивно соединена с корпусом лампы на катоде присутствует высокое напряжение, поэтому при конструировании усилителя эту часть необходимо делать достаточно надёжно.
3.    Напряжение на управляющей сетке (если таковая присутствует) – Данное напряжение желательно установить согласно паспорта, иногда его используют для запирания лампы, но для простоты конструкции я соединил сетку с катодом и осуществлял управление при помощи других электродов. Не знаю, возможно в некоторых ЛБВ эта уловка и недопустима, но в моём случае это сработало.
4.    Напряжение первого анода  к этому напряжению нужно отнестись очень внимательно, потому что от его величины и стабильности зависит режим работы лампы, при этом меняется как ток коллектора (при выходе на рабочий режим он растёт) так и ток ЗС (при выходе на рабочий режим без подачи ВЧ он падает), играясь с этим напряжением мне удавалось довести коэффициент усиления лампы до 40-50дб , при этом лампа иногда сваливалась в самовозбуждение. Обычно напряжение на этом электроде на 10-20 процентов ниже напряжения ЗС , а ток не превышает 1ма, что позволяет питать первый анод от источника напряжения ЗС через переменный резистор 60-100мОм (такие резисторы стоят в старых советских телевизорах, как раз на фокусирующем электроде кинескопа)
      Ещё один важный момент - коммутируя это напряжение, можно отпирать и запирать лампу, поэтому производители при эксплуатации рекомендуют подавать это напряжение с задержкой, относительно подачи напряжения на ЗС и коллектора. При помощи вакуумного реле (у меня В2-в) я коммутирую этим напряжением режим приём\передача.
5.    Напряжение на замедляющей системе - обычно это самое высокое напряжение на электроде ЛБВ, от его величены и стабильности зависят сразу несколько параметров лампы. Первый и самый важный- это частотный диапазон, мне пока непонятна причина этого,  но нам нужно знать здесь только одно- если в паспорте на ЛБВ для частоты 10гГц стоит напряжение скажем 7кв, то для перетяжки этой ЛБВ на более высокочастотный диапазон, скажем 12гГц это напряжение нужно несколько сбросить. Важным тут ещё является тот факт, что наши ЛБВ выпускались для совсем нерадиолюбительских частот и скажем в паспорте лампы УВ-267А стоит напряжение ЗС 8,2кв при этом лампа работает в диапазоне частот 10.1-14.5гГц с выходной мощностью 60-90вт и неравномерностью АЧХ 3дб по краям диапазона – 3ДБ этож в два раза по мощности! А дело тут как раз в напряжении на ЗС, в паспорте оно стоит для режима лампы на определённой частоте (обычно частоте заказчика ЛБВ). И как показывает практика, чтобы добиться мощности 90вт на частоте 10,4гГц (в начале диапазона) это напряжение необходимо несколько увеличить. А вот если поэкспериментировать с этой ЛБВ на диапазоне 24 гГц, то скорее всего это напряжение прейдётся уменьшать.
   
      Так же хочу остановиться на одном из самых важных параметров надёжности и долговечности работы ЛБВ – ТОКЕ ЗС. Этот параметр даёт нам сразу несколько данных о работе ЛБВ, таких как согласованность с выходом (КСВ в выходном тракте), режиме работы лампы, перекачке или недокачке ЛБВ. По току на этом электроде обычно срабатывают все защиты в блоке питания. Поскольку ЗС конструктивно соединена с корпусом лампы, а ток ЗС обычно не превышает 5-10ма, то измерять этот ток очень просто, поэтому настоятельно советую вам не экономить на защите.
6.    Напряжение на коллекторе - это пожалуй самый прожорливый электрод в лампе, при напряжении коллектора 3,5кв ток достигает 180-200мА (для УВ-267А) Стабильность этого напряжения особой роли в работе ЛБВ не оказывает и стабилизировать его не надо, важно только одно, поскольку оно прикладывается относительно катода , а на нём у нас максимум напряжения, то блок питания должен иметь хорошую изоляцию от корпуса.
7. В некоторых ЛБВ мне попадались ещё дополнительные электроды, такие как супрессор, ионный насос, второй коллектор, второй анод, их назначение мне мало понятно, и поэтому я просто старался придерживаться паспортных значений напряжения на них.
   

Блок питания ЛБВ.

Начинать работу нужно естественно с блока питания, на нём остановлюсь поподробнее.
Большинство промышленных блоков питания импульсные, это уменьшает размеры усилителя и повышает его КПД. Я встречал и самодельные импульсные БП зарубежных радиолюбителей. Выгода импульсного БП ещё и в том, что сразу можно решить две задачи 1-стабильность высокого напряжения и 2- поскольку токи не очень большие, а частота преобразования высокая, то применение умножителей напряжения для питания 3С и анода становится весьма привлекательным, ведь чем выше частота переменного напряжения на входе умножителя, тем меньше номиналы ёмкостей применяемых в нём при том же токе. Достаточно много материала по теме импульсного БП есть на странице CT1DMK и странице S53UUU (там ещё очень много чего интересного)
   Но для меня импульсный блок питания, это что то очень страшное, я честно говоря мало имел дело с этой областью электроники и для себя пока отбросил эту идею, возможно у многих из вас есть достаточный опыт в этой области и вы сможете достаточно просто реализовать схемы описанные выше.

    Так что делать, если нет опыта в конструировании импульсных БП?
Для меня отправной точкой стали публикации на страницах журнала DUBUS, статьи DL7QY    и LA6LCA. В них описаны два варианта трансформаторных БП для ЛБВ, на них и хочу остановиться подробнее.

    Для начала нам необходимо определится с напряжениями , которые нам надо получить и соответственно токами. Вам очень повезёт, если удастся достать паспорт на вашу лампу, поскольку даже лампы одной серии , скажем УВ-267А от экземпляра к экземпляру имеют разные напряжения на электродах. Иногда эти напряжения пишут прямо на корпусе лампы. Но что делать, если эти напряжения неизвестны? – выход тоже есть, на странице S53UUU есть TWT TESTER , это так сказать приблизительно ориентировочный способ выяснения примерных напряжений и режимов для лампы.

    Мне в этом смысле повезло, с первой лампой УВ-251А, которую мне подарил Сергей Георгиевич RW3BP, за что ему ОГРОМНОЕ СПАСИБО! шёл паспорт, а на последующих все напряжения были написаны прямо на корпусе лампы.
Итак, допустим, что напряжения нам известны, токи тоже, теперь необходимо выбрать схему высоковольтного выпрямителя и источника для питания накала.

    Для питания накала я использую обычный трансформатор ТС-40 , но с некоторыми доработками, суть их проста- повысить изоляцию между корпусом, сетевой обмоткой и обмоткой накала. Это легко решается при использовании трансформаторов у которых имеются два каркаса, при этом сетевую обмотку мотают на одном каркасе, а для обмотки накала второй каркас дорабатывают, суть доработки проста – либо изготавливают новый каркас из фторопласта, либо обматывают старый несколькими слоями фторопластовой ленты и только потом мотают обмотку.

    Ещё один важный момент- не старайтесь заполнить каркас до краёв обмоткой, лучше, если обмотка будет располагаться по центру каркаса, и до краёв каркаса (щёчек) будет оставаться 10-15мм. Лучше намотать обмотку в 2-3слоя, но с хорошим зазором от краёв каркаса, это уменьшит вероятность пробоя между обмоткой и железом трансформатора.
     Теперь обратимся к высоковольтному выпрямителю
Здесь два пути, если напряжения не превышают 3-4КВ, то выгодно использовать обычные мостовые схемы, если напряжения превышают 8-9КВ, то выгоднее применять схемы с удвоением напряжения, либо комбинировать те и другие. Если посмотреть на схему включения ЛБВ, то видно, что все напряжения прикладываются относительно катода, в простом случае, нам понадобится два источника, первый для питания коллектора, второй для питания ЗС и анода.

    Свой выпрямитель я изготавливал ещё не имея опыта работы с ЛБВ, поэтому постараюсь описывая его сразу указывать на узкие моменты, которые я бы в новом блоке питания уже доработал.

    Для себя я выбрал нестандартный метод построения источника, поскольку напряжение на коллекторе моей ЛБВ должно было быть 3кв а на ЗС 7,5кв я решил соединить последовательно два источника, первый на напряжение 3кв, второй на напряжение в 4,5кв, в результате сократилось количество применяемых элементов и схема немного упростилась. Дальше я решил упростить схему выпрямителей и пошёл по пути применения двух удвоителей напряжения, то есть высоковольтный трансформатор состоял у меня из трёх обмоток , сетевой, обмотки с напряжением ~1,2кв, и обмотки с напряжением ~1,8кв (напомню, что итоговое напряжение на выходе выпрямителя примерно равно Uпеременное*0,9*1,41) в результате после удвоения под нагрузкой я получал источник напряжением 7,5кв с отводом 3кв.

Схема источника питания для ЛБВ

   Выгода такой схемы очевидна- уменьшается количество деталей и число витков в обмотках, но есть и недостатки- первый и самый главный, это сложность в осуществлении стабилизации напряжения на ЗС, ведь по этой схеме коллектор питается как бы от половины источника питания ЗС , а поскольку ток потребления у коллектора весьма большой (180-200мА) то и просадки напряжения на этой обмотке при выходе лампы на режим велики, что влияет на напряжение на ЗС и выводит лампу из режима. В конце концов мне пришлось задействовать дополнительные меры по стабилизации этого напряжения, но всё же в будущем наверное я бы разделил эти источники и питал каждый электрод своим выпрямителем.

    Допустим схему мы выбрали, теперь обратимся к конструкции трансформатора и выпрямителей.
Для выбора трансформатора нам нужно примерно прикинуть его мощность, обычно это легко сделать подсчитав потребляемую мощность коллектора  и  ЗС.

    Изначально мне попался трансформатор ТОС320, его хватало впритык по мощности, но он подкупал габаритами и широким окном для обмоток. В последствии отсутствие запаса по мощности обернулось неприятностями и я вам настоятельно рекомендую здесь не экономить.
Нужно так же помнить, что изоляция высоковольтных обмоток должна соответствовать их напряжению. Для повышения изоляции и надёжности трансформатора я изготовил самодельный каркас из листов фторопласта  и разбил его на три секции. первая для сетевой обмотки, и две для двух высоковольтных обмоток.

Трансформатор для ЛБВ

    В принципе, я думаю, что применение фторопласта здесь возможно излишне, но я на изоляции старался не экономить, поскольку блок питания у меня расположен за параболой на улице и я боялся конденсата и прочих явлений.

    Так же неплохо бы после проверки и обкатки трансформатора пропитать его лаком. Технологию пропитки я подсмотрел в цеху на производстве и попробовал реализовать в домашних условиях. Пропитывал обычным мебельным лаком, для этого взял подходящую кастрюлю, налил в неё лак и погрузил в лак трансформатор, затем закрыл кастрюлю крышкой с соском для откачки воздухи и заделал щель между крышкой и кастрюлей силиконом.

    Дальше пути два, первый – это слегка нагреть кастрюлю с лаком на электроплитке и откачать компрессором воздух через сосок, при образовании вакуума внутри кастрюли из обмоток трансформатора выйдет весь воздух, лак как бы вскипит , затем я остановил компрессор , подождал минут 10-15 и раскрыв крышку достал трансформатор из кастрюли. Второй вариант мне предложили на каком то форуме, отличается он лишь тем, что компрессор можно исключить, кастрюлю нагревают до 60-70 градусов , затем затыкают сосок для откачки воздуха и выключают плитку, лак остывает, сжимается и как следствие в кастрюле происходит разряжение, я честно говоря этот способ не проверял, но думаю он вполне работоспособен.
Затем трансформатор сушат в духовке, я сушил под мощным прожектором, поскольку духовки в клубе нет.

    Ещё хочу обратить внимание на все высоковольтные провода, поскольку напряжение на них может достигать 9кв , то и изоляция должна быть соответствующая, а для накальных проводов помимо изоляции ещё и сечение, чтобы не было больших просадок. В качестве высоковольтных проводов я использовал провода от старых компьютерных мониторов, там высоковольтные провода достаточно мягкие и с приличным сечением, в результате жизни лишились 5 старых ЭЛТ мониторов стандарта EGA.

    Диоды умножителей и конденсаторы я разместил на двух пластинах из фторопласта.

    Здесь хочу остановиться на аккуратности монтажа, дело в том, что при высоких напряжениях на острых концах проводников могут возникать коронарные разряды, что приводит к ионизации воздуха вокруг этого места и пробою на корпус или соседний элемент схемы, поэтому настоятельно рекомендую пайку производить аккуратно , стараясь не допускать торчащих ворсинок проводов и острых капель припоя.

Схема стабилизации напряжения.

Если посмотреть на схемы стабилизации описанные в статьях DL7QY и LA7LCA то мы увидим цепочки стабилитронов, по этому пути я и попробовал пойти в первой своей конструкции, где в качестве стабилизатора напряжения на 7кв использовалось 36 стабилитронов 1N5388. Но в дальнейшем от этой идеи пришлось отказаться, дело тут в том, что DL7QY и LA6LCA делали свои БП для маломощных ламп, где напряжения не превышали 4-5кв и как следствие требовалось меньшее количество стабилитронов. Проблема здесь заключается в том, что каждый стабилитрон рассеивает в режиме стабилизации до 3-4вт, а если их стоит 36шт, то получаем суммарную мощность, которая идёт в тепло около 100вт, это очень много, если учесть, что радиаторы на эти стабилитроны не поставишь, есть и вторая проблема, при нагреве у этих стабилитронов плывёт, в среднем 10-15в на один стабилитрон, в итоге общее напряжение плавает в пределах 300-400в, что очень много. В попытках устранить этот эффект я применил ещё одно реле, которое включало сначала цепочку стабилитронов только в режиме передачи, а лишь потом срабатывало реле которое подаёт напряжение на анод. Это в какой то мере устраняло эффект перегрева стабилитронов, но всё равно, при длинных циклах передачи лампа вываливалась из режима.
Возможно в вашем случае, если необходимо застабилизировать напряжение 4-5кв этот вариант будет оптимален.
Ниже привожу свою первую схему на лампе УВ251А с которой я начинал освоение ЛБВ и проводил свои первые ЕМЕ связи в диапазоне 3см



Проблема стабильности напряжения для меня стала основной при построении следующего варианта БП для новой ЛБВ УВ267А. У новой лампы напряжение на ЗС оказалось ещё выше 8,2кв и здесь стабилитроны плыли ещё больше, в результате пришлось идти другим путём.
Отправной точкой стала схема, опубликованная здесь http://cqham.ru/pow32_42.htm
Суть идеи заключается в организации обратной связи как в импульсных БП и управлении трансформатором по первичной обмотке.

После сборки этой конструкции удалось получить нестабильность напряжения в пределах 150в, что очень даже неплохо, при этом трансформатор стал заметно меньше греться.
Ещё очень важным свойством этой схемы является удержание напряжения на выходе БП на холостом ходу. Проблема здесь заключается в том, что без нагрузки напряжение на выходе выпрямителя увеличивается примерно в 1,41 раза, то есть если нам нужно получить под нагрузкой напряжение 8,2кв, то без нагрузки мы будем иметь 11,6кв , согласитесь, разница ощутимая, и как следствие надёжность блока питания при таком напряжение на холостом ходу резко падает, внедрение этой схемы позволяет удерживать напряжение на холостом ходу в пределах заданных схемой. 

    Хочу обратиться к схеме задержки включения высокого напряжения, назначение этого узла описано выше, а схему я позаимствовал отсюда. Единственное что изменил- поменял семистор на ещё одно твердотельное реле.

Далее переходим к защите, это очень важный узел, поскольку лампа очень чуствительна к току ЗС, его бросок может легко вывести её из строя.
Схема защиты нашлась на бескрайних просторах интернета. http://www.cqham.ru/pa54.htm

При срабатывании защиты у меня отключается питание на вакуумные реле и лампа обесточивается.
Единственной моей доработкой к ней стало шунтирование входа схемы двумя встречно параллельно включенными мощными стабилитронами на напряжение 15В, поскольку малейший прострел в ЛБВ приводил не только к срабатыванию защиты, но и к выходу из строя диодов в мосте.
В результате на свет появилась конструкция состоящая из двух блоков, один вместе с трансвертером и ЛБВ размещался в фокусе параболы, другой (блок питания) был расположен за параболой и являлся своеобразным противовесом антенны.

    Дальше стал вопрос стыковки этих двух блоков. В качестве соединительных высоковольтных кабелей я использовал коаксиальные кабели РК75-4-11, а вот с разъёмами пришлось повозиться. Дело в том, что найти разъём способный быть герметичным и при этом выдерживать напряжение 8кв мне не удалось, были попытки использовать отечественные СР75 различных диаметров и модификаций, все они не увенчались успехом. При малейшем повышении влажности воздуха в атмосфере происходил пробой либо внутри разъёма, либо в местах пайки соединительных кабелей. В конце концов я пошёл на компромисс, в блок питания кабели заделал без разъёмов, а в фокусном модуле пошёл на хитрость, оплётку кабеля заделал в разъёме без пайки (чтобы не повредить не дай бог при нагреве центральный диэлектрик кабеля), затем извлёк из фторопластовых внутренностей разъёмов штырьки и мамы и просверлил фторопластовые изоляторы сверлом по диаметру центральной изоляции кабеля. В результате получились разъёмы, где контакт с корпусом обеспечивается также как в оригинальных СР75, а центральный диэлектрик кабеля заходит внутрь корпуса на 3-4см и лишь там  вставляется в клемму с зажимом.

Обкатка лампы и настройка усилителя.

Для начала я рекомендую вам изготовить что то на подобии  стенда, ведь нет никакой гарантии, что лампа заработает так как надо, и какие ещё изменения в конструкцию необходимо будет внести. За основу для стенда я взял обычный школьный стол, где свободно можно было разместить всеприборы и узлы необходимые для работы с ЛБВ. На снимке виден мой первый вариант стенда.

Хочу ещё раз подчеркнуть, при работе с высоким напряжением нужно быть очень внимательным и соблюдать все нормы техники безопасности!
При подготовке лампы к первому включению необходимо снабдить вход и выход ЛБВ хорошими нагрузками, ведь не исключено, что при выходе лампы на режим возможно самовозбуждение, если на выходе ЛБВ не будет нагрузки, то это может повредить спираль замедляющей системы и ваше здоровье. В качестве нагрузки я использовал коаксиальный аттенюатор 30дб  NARDA купленный на аукционе, он был рассчитан на мощность 50вт и предельную частоту 8,5гГц, но кратковременно держал 100вт без проблем. На фото видена ещё измерительная линия, её я использовал в качестве индикатора выходной мощности. Важным здесь является обеспечение хорошего КСВ на выходе ЛБВ, опасаясь ухудшения КСВ из за применения нестандартного аттенюатора и КВП я добавил в волноводный тракт циркулятор с нагрузкой. В дальнейшем мне удалось приобрести измеритель мощности М3-56 и аттенюатор 10дб для этих целей. В статьях по работе с ЛБВ зарубежных ультрокоротковолновиков я встречал описания по работе с ЛБВ, где они вообще обходились без нагрузок, для этого они просто выставляли открытый конец волновода в окно и направляли его в открытое пространство, КСВ открытого конца волновода не превышает значения 1,5 , что вполне приемлемо для этих целей, а в качестве измерителя мощности использовали самодельные направленные ответвители, методика расчёта такого ответвителя изложена в специальной литературе и на страницах форума VHFDX.RU.
Здесь нужно помнить ВАЖНОЕ- соблюдение всех мер безопасности при таких измерениях!

Необходимо также уделить внимание охлаждению лампы, поскольку КПД ЛБВ невелик и составляет всего 20-30 процентов, то вся остальная мощность, потребляемая от источника питания уйдёт в тепло, которое необходимо отвести. Для этих целей я использую производительный вентилятор улиточного типа, обдув осуществляется «на вытяжку» из лампы.

Дальше переходим к настройке блока питания, описание настройки схемы задержки, защиты и стабилизации напряжения есть на сайтах авторов схем, здесь я остановлюсь лишь на некоторых нюансах. Во первых все регулировки и настройки нужно производить при отключенной лампе, затем после включения я проверял наличие коронных разрядов и прочих неприятностей, для этого просто выключал свет в комнате и смотрел на стенд, если нет свечения, шипения и запаха озона, значит всё в норме. После советую погонять блок питания без ЛБВ в течении 1-2часов, чтобы убедится в его надёжности.

Включение ЛБВ.

Для начала необходимо отформовать лампу, для этого я гонял лампу подав только напряжение накала и обдув в течении 8ми часов.
Затем необходимо подать все остальные напряжения КРОМЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРВОГО АНОДА!!!!!!!

При этом необходимо контролировать ток на всех электродах (в результате пренебрежения этим важным моментом я лишился своей первой ЛБВ) , особенно важным в этот момент как раз является наличие защиты по току ЗС, если в лампе всё ещё присутствует воздух, то возможна ионизация и бросок тока, если в этот момент защита не отработает, то возможен серьёзный пробой лампы. К примеру после хранения своей первой ЛБВ в течении 1 года я решил провести её тренировку оставив миллиамперметр только в цепи питания ЗС, по всей видимости в лампу попал воздух, при первом включении ток ЗС был в норме, а вот ток на ионном насосе по всей видимости был слишком большим, в результате через 20минут такой тренировки лампу пробило и она вышла из строя. Поэтому настоятельно рекомендую при первом включении неизвестной и не опробованной ЛБВ контролировать ток на всех электродах.

После первого включения у вас возможны незначительные и кратковременные броски тока НЕ ВЫХОДЯЩИЕ ЗА ПАСПОРТНЫЕ ПРЕДЕЛЫ, значит в лампе ещё остались молекулы воздуха и необходимо ещё некоторое время погонять её только под напряжением накала.
Теперь мы готовы к первому включению, переводим движок переменного резистора в цепи анода в крайнее положение, соответствующее максимальному напряжения на выводе анода (относительно катода) и  кратковременно переводим лампу в режим передачи без подачи ВЧ мощности на вход (включаем вакуумное реле в цепи анода) и контролируем токи на электродах, если они не выходят за паспортные значения значит всё в норме. Если происходит резкий бросок тока за паспортную величину, значит либо в ЛБВ ещё остались молекулы воздуха, либо неправильно выбран режим лампы. Если токи не выходят за предельный режим, делаем ещё одно включение и регулируя движком резистора напряжение на первом аноде добиваемся минимума тока ЗС и максимума тока коллектора, для моей ЛБВ эти значения составили –ток ЗС=1,5ма, ток Кл=180ма. Если лампа управляется, значит всё в норме и можно приступать к подачи ВЧ сигнала на вход.

Для начала необходимо подать небольшую мощность 10-50мвт и проконтролировать выходную мощность, ток ЗС и коллектора, это необходимо для того, чтобы убедиться в отсутствие самовозбуждения в лампе, при подаче ВЧ мощности на вход ток Коллектора должен возрасти а ток ЗС либо остаться на месте, либо увеличится на 0,5-1ма, затем необходимо увеличивая мощность на входе и контролируя токи на электродах лампы добиться максимума на выходе ЛБВ, возможно при этом понадобится  неоднократно подстраивать напряжение на первом аноде. Главное в процессе подстройки непрерывно контролировать ток ЗС и не допускать его выход за паспортные значения. Если в процессе настройки не удалось получить паспортную или «желаемую» мощность , то необходимо увеличить или уменьшить в небольших пределах  напряжение на ЗС и снова повторить все процедуры. В результате этих действий можно выбрать оптимальный режим работы лампы при максимально возможном для неё КПД. Нужно не забывать проверять наличие самовозбуждения, поскольку при приближении к режиму максимального усиления ЛБВ может возбуждаться, для устранения этого эффекта  необходимо просто подстроить напряжение на первом аноде.

В этой статье я постарался кратко описать свой путь построения усилителя на ЛБВ, для меня в этих лампах остаётся ещё очень много непонятого, но результат уже есть, первые ЕМЕ QSO и даже неплохие места в лунных тестах. Прогресс не стоит на месте и возможно со временем появятся доступные полупроводниковые элементы для построения мощных СВЧ усилителей, но на данный момент на SHF диапазонах альтернативы ЛБВ пока я не вижу.