Cтраница 4
На рис. 11.12, а изображена схема клистрона с двумя связанными выходными резонаторами. В обычных клистронах от одинарного торможения электронные сгустки отдают выходному резонатору только часть своей энергии. Значительная ее доля рассеивается в виде тепла при падении на коллектор. [46]
![]() |
Смещение электронов в поле бегущей волны для трех случаев. [47] |
Таким образом, необходимым условием усиления является выполнение неравенства ие Оф, однако следует подчеркнуть, что величины скорости ve и i не должны существенно отличаться. Действительно, образованные в результате группирования электронные сгустки будут несколько смещаться относительно бегущей волны по мере движения вдоль лампы. [48]
![]() |
Принцип переброса фазы. [49] |
Отметим, что в реба-троне образуются короткие электронные сгустки. [50]
Прямые волны, достигнув конца замедляющей системы, гасятся поглощающей вставкой. Обратная волна К, скорость которой отвечает соотношению (11.7), усиливается за счет энергии пучка, образуя электронные сгустки и контур обратной связи. [51]
Электроны, скорость которых отлична от нуля, будут приближаться к неподвижным электронам, причем более быстрые электроны будут догонять более медленные. Таким образом, вблизи точек, где электроны неподвижны, концентрация электронов будет увеличиваться и начнут образовываться электронные сгустки. Получилось, что скорость электронов, ближайших к областям сгущения, пропорциональна расстоянию от них до этих точек. Это означает, что эти электроны попадут в области сгущения почти одновременно через время tQ х / и и0 / и0и после пролета сквозь сетки. [52]
Указанные требования к пучку трудно выполнимы и противоречат друг другу. Вследствие этого задача о создании генераторов радиоволн короче 0 5 - 1 мм на базе излучения волн электронными сгустками является проблемной. [53]
Затем сгруппированные электроны поступают во вторую часть диафрагмированного волновода, где они ускоряются до требуемой энергии. Скорость электронов на выходе группирователя уже близка к скорости света, поэтому во второй части ускоряющего волновода электроны ( а следовательно, и ускоряющая волна) практически не меняют свою скорость. Электронные сгустки в этой части ускорителя движутся почти в постоянных фазах электромагнитной волны. [54]
Благодаря неодинаковым скоростям электроны проникают на неодинаковые расстоянияк отражателю и поэтому в неодинаковые моменты времени возвращаются в резонатор. Это при правильном соотношении путей, проходимых электронами, и приложенных напряжений приводит к образованию электронных сгустков в потоке электронов, возвращающихся к резонатору. Электронные сгустки и н д у - ц и р у ю т в резонаторе быстропеременное электромагнитное поле, что при резонансном совпадении частот и правильном соотношении фаз и приводит к самовозбуждению колебаний в клистроне. [55]
Электроны, пролетевшие резонатор в одном направлении и разбившиеся на сгустки, тормозятся и возвращаются обратно ( отражаются) электрическим полем специального электрода - отражателя, находящегося под высоким отрицательным напряжением. Если электронные сгустки вернулись в резонатор в нужной фазе, то они будут отдавать энергию резонатору и поддерживать колебания в нем. Фаза, при которой сгустки попадают назад в резонатор, зависит, главным образом, от напряжения на отражателе. Изменяя его, можно в некоторых пределах регулировать частоту генерируемых колебаний. [56]
![]() |
Принцип устройства и работы отражательного клистрона. [57] |
Пролетный клистрон можно превратить в генератор с самовозбуждением, если установить обратную связь между выходным и входным резонаторами, соединив их коаксиальной линией. Длина линии подбирается такой, чтобы получилась нужная фаза колебаний, подводимых обратно к входному резонатору. При этом электронные сгустки проходят через выходной резонатор за полупериоды, соответствующие тормозящему полю, и поддерживают колебания. А при противоположной фазе электронный поток будет отбирать энергию от выходного резонатора и колебания быстро затухнут. Иногда в двухрезонаторных клистронах с общей стенкой у резонаторов PI и Р2 делают дифракционную обратную связь в виде отверстия в этой стенке. [58]
Для исследований плазмы с концентрацией более 1014 эл / см требуются электромагнитные волны длиной в десятые доли миллиметра. Генераторы таких волн уникальны, а трудности работы с ними велики. Электронный пучок с короткими электронными сгустками является источником подобных колебаний, возбудить которые можно в самой плазме, направив пучок в плазму. Задача, таким образом, упрощается. [59]
На пути движения электронов можно расположить несколько одинаковых зазоров, которые включены в общую высокочастотную цепь. Такая цепь оканчивается согласованной нагрузкой, куда поступает вся энергия, отобранная от электронного потока. При этом необходимо, чтобы электронные сгустки проходили каждый зазор в одной и той же фазе - в момент максимума тормозящего электрического лоля. [60]