Cтраница 3
![]() |
Замедляющая система типа гребенки. [31] |
Недостатками спиральной системы являются малая теплорас-сеивающая способность и непригодность для работы при низких коэффициентах замедления ( k3SM5 - 7), а также трудность изготовления и применения в диапазоне наиболее коротких волн. Основной областью применения спиральных замедляющих систем являются широкополосные усилительные лампы бегущей волны малой и средней мощности. [32]
Следует иметь в виду, что из-за диафрагмирования светового или электронного пучка, вызванного слишком большим размером пятна или расстройкой, а также вследствие эффективной амплитудной модуляции, возникающей из-за обрезания части качающегося пучка, возможно появление ложных сигналов. Необходимо также согласовать выходной импеданс спиральной замедляющей системы на рабочей СВЧ-частоте либо путем расчета широкополосной системы согласования, либо предусматривая устройство для шлейфовой настройки на каждой рабочей частоте. И, наконец, нужно тщательно подобрать и отрегулировать ускоряющее напряжение, чтобы согласовать скорость волны в замедляющей системе со скоростью электронов. [33]
Как уже отмечалось, основным достоинством ЛБВ по сравнению с другими усилительными приборами ( в первую очередь, клистронами и усилительными приборами магнетронного типа) является широкая полоса усиливаемых частот. Наиболее широкополосными являются ЛБВ со спиральной замедляющей системой: скорость распространения бегущей волны в них сохраняется постоянной при изменении частоты входного сигнала в пределах 1 - 2 октав и более. [34]
![]() |
Зависимость мощности активного и реактивного взаимодействия от относительного угла пролета.| Замедляющие системы. [35] |
Если пространственный период системы L - оо, то в ней распространяется одна основная волна. С таким случаем приходится встречаться в спиральных замедляющих системах ( рис. 12 - 100, е), когда шаг спирали существенно меньше длины волны; такая линия образует однородную систему. [36]
В ЛОВ используются те же замедляющие системы, что и в ЛБВ. Например, в длинноволновой части сантиметрового диапазона ( и на дециметровых волнах) применяются спиральные замедляющие системы. На более коротких сантиметровых и миллиметровых волнах используют большей частью волноводные замедляющие системы. [37]
Теория и эксперимент показывают, что широкая полоса усиливаемых частот наиболее просто достигается применением спиральных замедляющих систем. [38]
На практике периодические замедляющие системы используются обычно при номерах гармоник р0, р - - 1 и p - i. Нулевая пространственная гармоника соответствует, например, волне, рассматривавшейся в § 11.1 для случая спиральной замедляющей системы. [39]
При генерации излучения в пазотроне был также обнаружен эффект увеличения частоты генерации в течение импульса тока, инжектируемого в пространство взаимодействия. Это явление иллюстрирует рис. 4.23 б, на котором показана осциллограмма измеренной частоты генерации пазотрона со спиральной замедляющей системой при ускоряющем напряжении 70 кВ при заполнении пространства взаимодействия ксеноном с давлением 2 10 - 5 Тор. [40]
Спираль при распространении в ней прямой волны в полной мере удовлетворяет этому требованию. Все результаты, которые представлены в этой и в следующей лекциях, будут относиться, если не оговаривается особо, к ЛБВ со спиральной замедляющей системой. Существенной чертой усилителя бегущей волны, отличающей его от выше рассмотренных приборов типа клистрона и магнетрона, является то, что электронный поток, сгруппировавшись, отдает свою энергию электромагнитному полю на большой длине пространства взаимодействия при относительно малой амплитуде поля. [41]
Чем слабее дисперсия, тем больше полоса частот, в пределах которой при заданной скорости электронов обеспечивается синхронизм между электронами и волной. Применение таких широкополосных замедляющих систем, как спираль, позволяет получить полосу частот порядка 50 - 100 % от средней частоты. Поэтому спиральные замедляющие системы широко используются в настоящее время в широкополосных усилителях свч. [42]
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. [43]
![]() |
Конструкция ЛБВ 10-сантиметрового диапазона. [44] |
Система электродов, образующих электронную пушку, состоит обычно из подогревного катода, фокусирующего электрода, одного или двух анодов. Конструкция электронной пушки рассчитана на формирование электронного пучка цилиндрической формы малого диаметра либо ленточной формы малой толщины. Цилиндрические пучки используются в лампах со спиральными замедляющими системами, а ленточные пучки - в случаях применения гребенчатой системы или же системы типа встречных штырей. С помощью электрических полей, образуемых электродами пушки, электроны получают необходимую скорость при вхождении в замедляющую систему, а также формируются в электронный пучок, плотность тока в котором значительно выше плотности потока электронов с катода. [45]