Cтраница 2
Расширение частотного предела, при сохранении высокой чувствительности, достигается применением спиральных замедляющих систем, в к-рых фазовая скорость распространения волны вдоль замедляющей системы и скорость электронов пучка одинаковы. При этом электронный пучок, проходя отклоняющую систему, испытывает отклонение при действии постоянного отклоняющего поля, что позволяет получить осциллограммы процессов, происходящих с частотами до десятков тысяч Мгц. [17]
![]() |
Фотография пазотрона-генератора обратной волны дециметрового диапазона длин волн со спиральной замедляющей системой ( из работы. [18] |
Такое поведение частоты колебаний на выходе генератора связано с изменением дисперсионной характеристики спиральной замедляющей системы при заполнении ее плазмой. [19]
Эквивалентное сопротивление связи для таких волн на несколько порядков больше, чем для спиральной замедляющей системы [16], что позволило уменьшить рабочую длину лампы. Плазменный волновод можно было перестраивать по частоте ( перестраивать область усиливаемых частот), изменяя параметры плазмы и величину фокусирующего магнитного поля. [20]
Главный недостаток плазменной ЛБВ - опять-таки малоэффективные в данном случае элементы связи в виде отрезков спиральных замедляющих систем. [21]
Расчет в приближении спирально-проводящего цилиндра очень прост и широко применяется для анализа свойств различного типа спиральных замедляющих систем. Получающиеся при этом результаты можно назвать нулевым приближением или приближением одной волны, так как пространственные гармоники в спирально-проводящем цилиндре, как уже отмечалось, отсутствуют и распространяются лишь отдельные виды волн. В задачу более строгих методов расчета входит выяснение границ применения этого метода и введение соответствующих поправок, учитывающих дискретность структуры и периодичность спирали. [22]
Как видно из рисунка, отклоняющая система с бегущей волной имеет ряд коротких пластин, укрепленных на витках спиральной замедляющей системы, причем расстояние между пластинами постепенно увеличивается по мере отклонения луча. Чувствительность по отклонению системы с бегущей волной может достигать нескольких мм / в. Яркость свечения экрана увеличивается последующим ускорением электронов луча, например, при помощи спиральной полоски на внутренней поверхности широкой части колбы. Трубки с бегущей волной позволяют исследовать процессы с частотами в несколько тысяч мегагерц. [23]
Аналогичная идея о замене реальной спирали спирально-проводящим цилиндром была успешно применена различными авторами в разное время [21, 22] для исследования свойств спиральных замедляющих систем. [24]
Опыт довольно хорошо подтверждает справедливость уравнения (11.2), выведенного из качественных рассуждений. Спиральные замедляющие системы находят сейчас очень широкое применение в усилителях бегущей волны и в других электронных приборах СВЧ с нерезонансной колебательной системой. [25]
Проблема уменьшения размеров и веса прибора, а также расширения рабочей ширины полосы частот решаются с использованием спиральных замедляющих структур. Спиральные замедляющие системы работают на коаксиальных ТЕМ-волнах ( см., например, [88]), которые требуют меньший диаметр волноведущей системы. При использовании спиральной замедляющей системы диаметр пазотрона не зависит от вида рабочей моды и определяется в первую очередь параметрами пучка и характеристиками выходного излучения. Здесь на первом месте для мощных усилителей и генераторов оказывается проблема электрической и тепловой прочности элементов конструкции, поэтому использование спиральной замедляющей структуры ограничивает максимальную выходную мощность прибора. Во-вторых, при больших напряжен-ностях выходного поля ( большой мощности лампы) возможен электрический пробой в элементе связи спирали с выходным устройством. [26]
Характер волновых процессов в ЛБВ зависит от типа и структуры замедляющей системы. Спиральная замедляющая система теряет свои качества с увеличением частоты колебаний из-за необходимости уменьшения геометрических размеров спирали, что приводит к увеличению затухания в линии. При этом требуется увеличить ток пучка, в результате чего возрастает мощность рассеяния на элементах лампы и ухудшается ее тепловой режим. Для работы в диапазоне миллиметровых и начала сантиметровых волн, а также при больших мощностях вместо спиралей применяют другие замедляющие системы волноводного типа. На рис. 98 показаны основные типы этих систем. В них электромагнитная волна движется вдоль изгибов проводящих стенок со скоростью света с о, электронный же пучок проходит вдоль оси системы. [27]
Полоса рабочих частот ( шмакс-шмин), как и для любого усилителя, оценивается для ЛБВ по допустимому ( обычно 3 дб) спаду коэффициента усиления при изменении частоты сигнала относительно средней, расчетной частоты. Спиральные замедляющие системы, используемые в ЛБВ, характеризуются, как правило, очень слабой дисперсией, так что нарушение условия синхронизма за счет изменения фазовой скорости волны при изменении частоты практически слабо влияет на процесс усиления. [28]
![]() |
Неоднородные замедляющие системы. [29] |
Зададим себе вопрос: может ли поток электронов эффективно взаимодействовать с полем такой системы, двигаясь навстречу волне. В спиральной замедляющей системе взаимодействие со встречной волной не дало бы необходимого эффекта, потому что электроны попеременно подвергались бы воздействию то ускоряющего, то тормозящего поля. Структура же поля в гребенчатой линии иная ( рис. 10 - 48, 6): здесь между краями щелей действует максимальное продольное поле, а над зубцом его нет. Поэтому если электрон, проходивший первую щель в тормозящем поле, достигнет второй щели через полпериода изменения поля, то он будет и в той, и в другой, и во всех следующих щелях испытывать тормозящее воздействие. [30]