Замедленная электромагнитная волна
Cтраница 2
Поскольку для эффективной модуляции скорости электронов необходимо выполнение условий v0 - v, ясно, что взаимодействие будет значительным лишь в замедленной электромагнитной волне, так как реально достижимые скорости электронов в электронных лампах примерно в 10 - 50 раз меньше скорости распространения электромагнитных волн в свободном пространстве. [16]
Необходимость подобного обоснования следует хотя бы из того факта, что в реальных приборах с винтовыми потоками используются ускоряющие напряжения, при которых в обычных лампах с замедленными электромагнитными волнами релятивистские эффекты еще не влияют на процессы взаимодействия. [17]
Прежде чем перейти непосредственно к количественному анализу физических процессов при взаимодействии электронного потока с бегущей электромагнитной волной, перечислим основные предположения, при которых строится простейшая теория приборов с длительным взаимодействием. Замедленная электромагнитная волна распространяется только в положительном направлении оси х и имеет только Е - компоненту напряженности электрического поля, так что ВЧ-поперечными смещениями электронов пренебрегаем. В результате возможно ограничиться построением одномерной теории взаимодействия электронов с бегущей волной. [18]
На электрон, движущийся в замедленной электромагнитной волне со скоростью ее распространения, действует постоянная, не зависящая от времени сила. Если такой электрон влетает в замедленную электромагнитную волну в тормозящую его движение фазу, то он длительное время тормозится и передает свою кинетическую энергию волне. Для сокращения назовем синхронизмом или синхронным движением такие условия, когда скорости электронов и замедленной электромагнитной волны приблизительно совпадают между собой. [19]
Два проводника 1 и 2 ( рис. V.1) представляют собой либо линию передачи, в которой может распространяться замедленная электромагнитная волна, либо резонансную колебательную систему, поле которой может быть представлено как суперпозиция двух бегущих навстречу друг другу волн. Если источником электронов служит проводник 1, то анализируемая схема соответствует так называемым приборам со скрещенными полями с катодом в пространстве взаимодействия. Классическим представителем такого рода приборов является многорезонаторный маг-нетронный генератор. Источник электронов может находиться и вне пространства взаимодействия. [20]
 |
Схема устройства для возбуждения гиперзвука в кварце на частотах 9 4 и 75 ГГц. [21] |
Для решения этой задачи были созданы методы, с помощью которых удалось преодолеть указанные трудности. Один из таких методов возбуждения и детектирования гиперзвука с частотами порядка 10 Гц, который был предложен и реализован в работах [5, 6], основан на применении замедленной электромагнитной волны, распространяющейся у граничной плоскости пьезокристалла. Вследствие замедления волновой вектор электромагнитной волны увеличивается и это позволяет согласно (12.1) существенно повысить эффективность трансформации электромагнитного поля в гиперзвук. [22]
На электрон, движущийся в замедленной электромагнитной волне со скоростью ее распространения, действует постоянная, не зависящая от времени сила. Если такой электрон влетает в замедленную электромагнитную волну в тормозящую его движение фазу, то он длительное время тормозится и передает свою кинетическую энергию волне. Для сокращения назовем синхронизмом или синхронным движением такие условия, когда скорости электронов и замедленной электромагнитной волны приблизительно совпадают между собой. [23]
VQ г ф, электроны оказываются в поле данной фазы волны все время пролета, что и обеспечивает хорошую модуляцию скорости электронов полем волны. При увеличении Фо электроны за время пролета длины лампы испытывают воздействие поля волны меняющейся фазы, а следовательно, проходят большое число ускоряющих и тормозящих полуволн. Отсюда же следует, что для нерелятивистских пучков, эффективная модуляция скорости электронов возможна лишь в замедленных электромагнитных волнах, так как реально достижимые скорости электронов в нерелятивистских электронных приборах порядка 0 02 Ч - 0 1с, где с - скорость света. [24]
Под действием полезной ( тормозящей) фазы ВЧ поля происходит отбор электронов с флуктуирующей поверхности электронного облака и снос их к аноду; электроны, захваченные ускоряющей фазой ВЧ поля, закачиваются внутрь облака. Оба процесса происходят в неодинаковых условиях: первый - в экспоненциально нарастающем по амплитуде ВЧ поле, второй - в экспоненциально убывающем. Изменение условий на границе облака проявляется в небольших изменениях вида электронных траекторий в пределах спицы. Проявляется своеобразный эффект подавления электромеханических шумовых волн на поверхности заряженной жидкости замедленной электромагнитной волной в условиях большого замедления. [25]
 |
Зависимость коэффициента шума транзисторного каскада от частоты. [26] |
Усиливаемые сигналы подводятся к лампе с помощью волновода или какой-либо другой линии передачи. Внутри спирали, являющейся замедляющей системой, движется пучок электронов, эмиттируемых электронной пушкой, который сфокусирован с помощью магнитного или электрического поля. Этот пучок взаимодействует с полем волны. Скорость движения электронов в пространстве взаимодействия устанавливается несколько большей, чем скорость распространения волны в спирали. Электроны пучка, влетающие в замедленную электромагнитную волну, длительное время тормозятся полем волны. Коэффициент усиления пропорционален длине спирали. [27]
Страницы: 1 2