Таким образом, поперечная составляющая переменного электрического поля Еy~ способствует группированию электронов в сгустки. Продольная составляющая поля Еz~ будет тормозить сгусток (точка 2). При этом электрическая сила становиться больше магнитной и сгусток отклоняется вверх к аноду, теряя свою потенциальную энергию. Разреженная область наоборот будет ускоряться (точка 4), электрическая сила становиться меньше магнитной и область разрежения откланяется вниз.
Таким образом, электронный поток в условиях наличия СВЧ поля будет распространяться не прямолинейно (рис. 36). Если сравнить количество электронов отклонившихся вверх и вниз, то понятно, что вверх отклонилось их больше, чем вниз. Продольное поле неравномерно по оси Y: чем ближе к аноду, тем выше интенсивность силовых линий продольного поля, т.е. отклоняющийся кверху сгусток подвергается большему воздействию продольной составляющей, чем разреженный промежуток отклоняющийся книзу.
Рис. 36
Если бы не было СВЧ поля, то электроны двигались бы по прямой линии и ничего бы не было. Если подать СВЧ поле, движущееся с той же скоростью (т.е. второй электрон находящийся в области тормозящего поля через половину периода будет находиться в точке 6, но в том же тормозящем поле), то сгустки теряют свою потенциальную энергию. Раз энергия теряется за счет воздействия СВЧ поля, то эта энергия отдается полю СВЧ, отсюда — увеличение амплитуды. В конце движения сгустки должны приблизиться к анодному блоку.
Устройство и принцип действия ЛБВМ
ЛБВМ часто называют магнетронным усилителем. Это прибор, в котором усиление осуществляется за счет потенциальной энергии электронного потока, движущегося в скрещенных полях, при длительном взаимодействии поля. Устройство ЛБВМ с плоскими выводами показано на рис. 37: 1 - горячий катод; 2 - холодный катод; 3 - накал; 4 - анод (управляющий электрод); 5 - вход СВЧ; 6 - ЗС, соединена внутри с коллектором; 7 - поглотитель (снижает возможность самовозбуждения); 8 - выход СВЧ; 9 - коллектор; 10 - стеклянный баллон.
Рис. 37
Для уменьшения габаритных размеров ЛБВМ может иметь и цилиндрические выводы. ЛБВМ содержит две основные части :
- инжектирующее устройство;
- пространство взаимодействия.
Инжектирующее устройство состоит из катода и управляющего электрода, и предназначено для создания ленточного электронного потока. При входе в пространство взаимодействия электронного потока обеспечивается равенство:
V oz = Vп = Vфн
По мере взаимодействия с полем СВЧ происходит формирование электронов в сгустки и передача потенциальной энергии полю. Характерно неизменность объемной плотности электронного потока, потому что группирование сопровождается расширением сечения пучка.
Параметры и характеристики ЛБВМ
Коэффициент усиления ЛБВМ
Формула близка к формуле ЛБВО : Кр = 54.6 DN - L0 - Ln ,
где D = Ö I0 Rc w/ (E0Vфн) - параметр усиления;
N = (lзс - lп)/ l - число длин волн укладывающихся по длине ЗС;
L0 » 6 дБ - потери в самой лампе;
Lп = 4 ¼ 10 дБ - потери поглотителя.
Максимальное значение Kp для ЛБВМ составляет приблизительно 40 дБ. Но для больших Kp лампы имеют малые КПД. Поэтому типовые значения Kp от 7 до 20 дБ. Поле вдоль ЗС ЛБВМ изменяется также экспоненциально.
КПД.Типовые значения для ЛБВМ от 40% до 70%. Самый высокий
КПД получается у ЛОВМ с распределенной эмиссией и замкнутым электронным лучом. Величина КПД в
диапазоне ДЦВ 90%.
Амплитудная характеристика ЛБВМ
Амплитудная характеристика ЛБВМ, т.е. зависимость Pвых от Рвх, приведена на рис. 38.
|
Рис. 38 |
Для малых сигналов продольные составляющие не оказывают влияния на hэ и он имеет линейную зависимость. Оптимальность достигается тогда, когда в конце своего пути сгустки электронов попадают на ЗС, при этом они отдают свою потенциальную энергию полю СВЧ. Дальнейший рост приводит к тому, что сгустки попадают на сетки раньше. ЛБВМ может работать ограничителем.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
