Промежуточный резонатор

Cтраница 4

Как и в двухрезонаторном клистроне, во входном резонаторе многорезонаторного клистрона электроны модулируются по скорости. В пространстве дрейфа между входным и промежуточным резонатором происходит группирование электронного потока. Сгруппированный электронный поток создает в промежуточном резонаторе электромагнитные колебания, амплитуда которых будет значительно больше, чем во входном резонаторе, так как промежуточный резонатор является высокодобротным. В промежуточном резонаторе, в свою очередь, электроны дополнительно модулируются по скорости, что позволяет существенно улучшить их группирование и повышает эффективность взаимодействия электронного потока с полем выходного резонатора. Следовательно, во втором пространстве дрейфа группирование более интенсивно, чем в отсутствие промежуточного резонатора. [46]

Эта формула позволяет определить число резонаторов п, необходимое для получения заданного коэффициента усиления по мощности цр. В тех случаях, когда величина п оказывается не целым числом, ее следует дополнить до ближайшего целого числа. При этом избыток усиления по мощности всегда может быть скомпенсирован расстройкой промежуточных резонаторов. [47]

Вид амплитудной характеристики многорезонатор-ного клистрона может изменяться в зависимости от настройки промежуточных резонаторов. Так, при синхронной настройке резонаторов ( настройке всех резонаторов на частоту сигнала) амплитудная характеристика ( рис. 1 - 80, кривая а) имеет максимум при малых величинах Рвх. В этом случае клистрон обладает высоким коэффициентом усиления и используется для максимального усиления очень слабых сигналов. В случае расстройки промежуточных резонаторов ( рис. 1 - 80, кривая б) коэффициент усиления клистрона значительно ниже, о чем свидетельствует более пологий характер кривой. В таком режиме в силу оптимальных условий группировки на выходе клистрона может быть получен сигнал наибольшей мощности. [50]

При рассмотрении пространственно-временной диаграммы каскадного группирования ( рис. 2 - 13) уже отмечалось, что при настройке промежуточного резонатора на частоту усиливаемого сигнала переменное напряжение на его сетках, возникающее за счет наведенного тока, обусловленного прохождением сгустка электронов, находится в фазе с электронным током. Если промежуточный резонатор расстроить относительно частоты ш усиливаемого сигнала, а значит, и частоты следования сгустков, то напряжение в зазоре резонатора окажется сдвинутым по фазе относительно электронного тока, питающего контур, на некоторый угол ср. Величина этого фазового сдвига зависит от степени расстройки, а его знак - от соотношения сор / со частот настройки резонатора и частоты сигнала. Сгусток электронов попадает в зазор промежуточного резонатора в ту часть периода, когда напряжение на его сетках оказывает на электронный поток группирующее воздействие. [51]

Устройство трехрезонаторного клистрона ( о и пространственно-временная диаграмма группировки электронов ( б. [53]

Для усиления СВЧ колебаний используются также клистроны, содержащие несколько резонаторов. Наиболее часто применяются трех - и четырехрезонаторные клистроны. Они служат усилителями слабых сигналов, когда переменное напряжение на сетках первого - входного резонатора оказывается недостаточным для эффективной группировки мощного электронного потока. Устройство трехрезонаторного усилительного клистрона показано схематически на рис. 1 - 79, а. К первому, входному резонатору подводятся колебания, подлежащие усилению. После усиления они отводятся из выходного резонатора, Промежуточный резонатор служит для дополнительной группировки электронного потока. [54]

Под воздействием переменного напряжения на сетках первого резонатора электронный поток модулируется по скорости. Второй резонатор, настраиваемый на ту же частоту, что и модулятор, не нагружен и поэтому обладает большим резонансным сопротивлением. Небольшие токи, наводимые в нем электронным потоком, развивают между сетками значительное по величине переменное напряжение. Это напряжение оказывает дополнительное модулирующее действие на поток. Третий резонатор располагается на таком расстоянии от второго, чтобы сгустки электронов проходили через его зазор при оптимальном параметре группирования. Таким образом, трехрезонаторный клистрон эквивалентен каскадному включению пары двухрезонаторных клистронов, так как сочетания первого и второго и второго и третьего резонаторов можно представить в виде двух последовательно включенных двухрезонаторных клистронов. Отличие заключается лишь в том, что в качестве выходного резонатора первого клистрона и входного резонатора второго клистрона используется один и тот же промежуточный резонатор. Этот резонатор, не будучи нагруженным, обладает большой добротностью, и поэтому потери энергии в нем меньше, чем в двух резонаторах при последовательном включении двух клистронов. Кроме того, в трехрезонаторном клистроне отсутствуют потери энергии, неизбежные при передаче сигнала с выхода одного клистрона ко входу другого. Поэтому коэффициент усиления трехрезонаторного клистрона оказывается больше коэффициента усиления, который можно было бы получить от двух последовательно включенных двухрезонаторных клистронов. [55]

Страницы: 1 2 3 4