Анод - магнетрон
Cтраница 3
Устройство такого генератора схематически показано на рис. 11.29, а. Цилиндрический анод магнетрона разделен на два одинаковых сегмента Д и А. Такой магнетрон называется двухразрезным. Анодное напряжение подводится к средней точке индуктивности L и к катоду. [31]
Магнетрон представляет собой цилиндрический диод, помещенный в однородное, направленное вдоль оси магнетрона магнитное поле. Ввиду того что в большинстве конструкций анод магнетрона разрезан по образующим на несколько сегментов, простейшую модель называют магнетроном со сплошным анодом. В теории магнетрона часто обращаются к плоскому магнетрону, движение электронов в котором исследовать проще, чем в цилиндрическом магнетроне. Но на практике всегда применяется цилиндрический магнетрон, катод которого, в отличие от плоского катода, легко изготовить. [32]
Поверхность раскаленного катода излучает во все стороны очень плотный поток электро. Под действием только одного очень высокого электрического напряжения на аноде магнетрона электроны покидали бы катод по прямым радиальным линиям и молниеносно оказывались бы на аноде. Но, попав под действие сильного магнитного поля, электроны закручиваются и, не дойдя до поверхности медного анода, начинают вращаться как белка в колесе в пространстве вокруг оси - катода. Вместо пучков, наподобие спиц торчащих из катода во все стороны, поток электронов принимает форму, напоминающую бесконечную тонкую ленту, сматываемую с катода. Пролетая вдоль отверстий в аноде - объемных колебательных контуров, поток электронов не может не вступить во взаимодействие с ними и начинает как бы пульсировать - расширяться и сжиматься. В моменты расширения электронный поток задевает поверхность анода, который, в свою очередь, как бы соскабливает с него большую часть электронов, вследствие чего в анодной цепи лампы возникает сильный толчок электрического тока. Такой процесс сдирания кожи с потока электронов около каждой камеры анода - объемного резонатора - дорого бы обошелся любому существу. [33]
В некоторых конструкциях приборов баллон, как самостоятельный конструктивный элемент, практически отсутствует. Так, например, у некоторых типов магнетронов оболочкой является анод магнетрона, к которому непосредственно приваривается ножка. В других приборах, наоборот, баллон конструктивно усложняется и изготавливается из нескольких деталей. Так, например, у крупных электронно-лучевых трубок изготавливается отдельно экран, конус и горловина, которые потом свариваются вместе. Такой метод изготовления баллонов оказывается технологически более выгодным и экономичным. [34]
Естественно возникает вопрос, какой вид должно иметь ВЧ поле в пространстве взаимодействия ( пространстве между катодом и анодом магнетрона), чтобы установился эффективный обмен энергией между полем и вращающимся электронным облаком. Очевидно, что сплошной магнетрон, где возможно только радиальное ВЧ поле, для этой цели непригоден. В разрезном магнетроне, где благодаря ВЧ напряжению между сегментами в пространстве анод - катод имеется азимутальная компонента ВЧ поля, взаимодействие вращающегося облака с полем оказывается возможным. Для обеспечения эффективной передачи энергии от электронов полю необходимо, чтобы под действием ВЧ поля во вращающемся электронном облаке образовались бы радиальные сгустки ( спицы) и чтобы эти сгустки проходили мимо щелей в анодном блоке в нужной фазе, а именно в тормозящем поле. Иными словами, для возбуждения колебаний в магнетроне должна соблюдаться синхронность колебаний анодного контура и вращения электронного облака; как будет показано ниже, это условие аналогично соответствующему условию синхронизма между скоростью пучка и фазовой скоростью волны в замедляющей системе ЛБВ. [35]
 |
Многокамерный магнетрон. [36] |
Во время зарядки Сн магнетрон не работает. В момент прихода на сетку Лк положительного прямоугольного видеоимпульса лампа Лк отпирается, подключая этим левую обкладку Сн к аноду магнетрона. [37]
При этом импульс напряжения, подаваемый на генератор СВЧ, имеет почти прямоугольную форму. Это особенно важно для работы магне-тронных генераторов. Если импульс, подаваемый на анод магнетрона, отличается от прямоугольного, то меняется частота колебаний генератора. В схемах импульсных модуляторов применяют специальные типы электронных ламп. [38]
 |
Схема импульсного модулятора на электронной лампе. [39] |
При этом импульс напряжения, подаваемый на генератор СВЧ, имеет почти прямоугольную форму. Это особенно важно для работы магнетронных генераторов. Если импульс, подаваемый на анод магнетрона, отличается от прямоугольного, то меняется частота колебаний генератора. В схемах импульсных модуляторов применяют специальные типы электронных ламп ( ГИ-30, ГМИ-83идр. [40]
Из-за циклоидального движения электрона в работающем магнетроне его кинетическая энергия колеблется в определенных пределах около своего среднего значения, которое остается неизменным по всему магнетрону. Это означает, что электрон, перемещающийся по петлеобразной траектории к аноду магнетрона, в среднем, на всем своем пути превращает потенциальную энергию источника постоянного напряжения в энергию электромагнитных колебаний. [41]
В пользу такого утверждения приводятся соображения, что даже в рамках феноменологической теории не удается объяснить якобы всегда имеющийся подкал катода. Действительно, на МД с несогласованным торцевыми областями наблюдается подкал катода. Этим, в частности, ограничивается прикладываемая мощность к аноду магнетрона непрерывного действия. [42]
Первый испытанный мм магнетрон ( 16 резонаторов, диаметр анода da 6 5 мм) генерировал длину волны 10 мм. Подробные испытания магнетрона при значительном повышении анодного напряжения показали, что возникающие в нем пробои не позволяют использовать повышенное напряжение для укорочения длины волны магнетронов. Следовательно, необходимо было создать такие их конструкции, которые бы работали при сравнительно невысоких анодных напряжениях. Решение указанной задачи прежде всего связано с возможностью уменьшения внутреннего диаметра анода магнетрона. Известно, что диаметр анода при данном числе резонаторов в магнетроне определяется шириной анодных сегментов и щелей резонаторов. В связи с этим необходимо было выяснить, на сколько можно уменьшить каждый из этих параметров. [43]
 |
Разрез многорезонаторного магнетрона. [44] |
Для вывода энергии колебаний в одном из резонаторов имеется виток связи, соединенный с коаксиальной линией. Ее вывод также делается с помощью стеклянной трубки. Благодаря сильной связи между резонаторами отбор энергии получается от всех резонаторов. Вместо коаксиальной линии на очень коротких волнах иногда применяют волновод, соединенный с резонатором через щель. Анод магнетрона имеет высокий положительный потенциал относительно катода. [45]
Страницы: 1 2 3