Cтраница 4
На плоском зеркале нанесена периодическая замедляющая система - отражающая решетка. Период решетки существенно меньше длины волны, поэтому при падении на нее плоской волны возникает только отраженная волна, а дифракционные плоские волны не возникают. Электронный пучок, двигаясь над зеркалом, взаимодействует с продольной компонентой синхронной пространственной гармоники ВЧ электрического поля периодической системы, и, при определенных условиях в ОР устанавливаются незатухающие колебания - оротрон становится автогенератором, причем, поскольку используется ОР, прибор может эффективно работать в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне длин волн. [46]
Уравнения движения и возбуждения также остаются прежними, но распределение по длине амплитуды ВЧ-поля, которое в усилителе являлось искомой функцией, теперь определяется геометрией резонатора. Электроны взаимодействуют с синхронной пространственной гармоникой электрического поля замедляющей системы. Распределение поля в оротроне оказывается не очень оптимальным, поскольку в конце прибора, где группировка пучка максимальна, амплитуда поля оказывается небольшой. Основной характеристикой оротрона является КПД. Известно, что высокие значения КПД в обычном оротроне достигаются в режиме очень большой мощности ( порядка десятков киловатт), обеспечивающей высокий уровень группировки и взаимодействия пучка даже при неоптимальном пространственном распределении поля. На рис. 8.22 б представлены результаты расчета [40] линий постоянного КПД в координатах линейная плотность тока с автокатода и частота генерации. Важно отметить, что вплоть до частот порядка 40 ГГц требуемые значения линейной плотности тока оказываются вполне реальными. [47]
В данной лекции уделим внимание применению открытых резонаторов в сверхвысокочастотной электронике. Открытые резонаторы применяются в целом ряде приборов вакуумной электроники: оротронах, гиротронах и различных вариантах лазеров на свободных электронах. Гиротронам и лазерам на свободных электронах будут посвящены отдельные лекции в следующем томе. В этой же лекции подробно будет рассмотрен оротрон - прибор типа О с открытым резонатором и отражающей решеткой, генерирующий излучение в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн. [48]
Наиболее важной для рассматриваемого прибора является проблема теплоотвода. Полный ток с катода автоэмиссионного усилителя со скрещенными полями составляет 30 - т - 90 мА, что дает для постоянной мощности значения 18 - 54 Вт. Поскольку КПД прибора не превышает 40 - т - 50 %, оказыватся, что в объеме менее одного кубического миллиметра нужно рассеять 10 - т - 30 Вт тепловой мощности. Выход может быть найден при использовании открытых колебательных систем, в связи с чем вызывает интерес автоэмиссионный оротрон со скрещенными полями. [49]
Уравнения движения и возбуждения также остаются прежними, но распределение по длине амплитуды ВЧ-поля, которое в усилителе являлось искомой функцией, теперь определяется геометрией резонатора. Электроны взаимодействуют с синхронной пространственной гармоникой электрического поля замедляющей системы. Распределение поля в оротроне оказывается не очень оптимальным, поскольку в конце прибора, где группировка пучка максимальна, амплитуда поля оказывается небольшой. Основной характеристикой оротрона является КПД. Известно, что высокие значения КПД в обычном оротроне достигаются в режиме очень большой мощности ( порядка десятков киловатт), обеспечивающей высокий уровень группировки и взаимодействия пучка даже при неоптимальном пространственном распределении поля. На рис. 8.22 б представлены результаты расчета [40] линий постоянного КПД в координатах линейная плотность тока с автокатода и частота генерации. Важно отметить, что вплоть до частот порядка 40 ГГц требуемые значения линейной плотности тока оказываются вполне реальными. [50]
Уравнения движения и возбуждения также остаются прежними, но распределение по длине амплитуды ВЧ-поля, которое в усилителе являлось искомой функцией, теперь определяется геометрией резонатора. Электроны взаимодействуют с синхронной пространственной гармоникой электрического поля замедляющей системы. Распределение поля в оротроне оказывается не очень оптимальным, поскольку в конце прибора, где группировка пучка максимальна, амплитуда поля оказывается небольшой. Основной характеристикой оротрона является КПД. Известно, что высокие значения КПД в обычном оротроне достигаются в режиме очень большой мощности ( порядка десятков киловатт), обеспечивающей высокий уровень группировки и взаимодействия пучка даже при неоптимальном пространственном распределении поля. На рис. 8.22 б представлены результаты расчета [40] линий постоянного КПД в координатах линейная плотность тока с автокатода и частота генерации. Важно отметить, что вплоть до частот порядка 40 ГГц требуемые значения линейной плотности тока оказываются вполне реальными. [51]