Генераторные клистроны в отличие от приборов М-типа средней и малой мощности обеспечивают возможность создания генераторов на весь миллиметровый диапазон. Кроме того, они обладают высокой стабильностью и надежностью работы, имеют низкий уровень АМ и ЧМ шумов и большую долговечность. Они применяются в доплеровских РЛС бокового обзора, для подсветки и обнаружения целей, в аппаратуре связи, в ядерной физике. Ряд применений ОК ограничен за счет использования полупроводниковых генераторов СВЧ, т.к. ОК требуют более сложную систему питания (сотни вольт).
ФОМЭ: Лекция 7. ЛАМПЫ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ И ЛАМПЫ ОБРАТНОЙ ВОЛНЫ ТИПА ² О ²(ЛБВ и ЛОВ)
В приборах типе ²О² магнитное поле используется для фокусировки. Оно либо продольное, либо отсутствует. Среди них выделяются приборы с кратковременным взаимодействием и длительным взаимодействием электронного потока и поля СВЧ.
Применение широкополосных ЗС в приборах с длительным взаимодействием обуславливает ряд преимуществ данного типа приборов:
1) большие значения коэффициента усиления при сравнительно простой конструкции (более 60дБ не делают);
2) низкий уровень собственных шумов.
Используют во входных цепях РЛС и радиоприемниках.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЛБВО
Принцип действия ЛБВ основан на длительном взаимодействии электронного потока с полем бегущей волны, распространяющейся в нерезонансной колебательной системе в условиях фазового синхронизма, когда средняя скорость электронов немного превышает фазовую скорость волны V0 > Vф. При этом электроны группируются в области тормозящего поля и передают свою энергию бегущей волне. Конструкция ЛБВО приведена на рис. 14:
Рис. 14
1 — катод; 2 — управляющий электрод, на который подается небольшое отрицательное напряжение Uу, обеспечивающее регулировку тока ЗС (электронного тока) и обеспечивающее начальную фокусировку электронного потока; 3 — первый анод. В данном случае соединен со вторым анодом; 4 — второй анод; 5 — входной прямоугольный волновод (к нам повернут узкой стенкой b); 6а, 6б — антеннки, соединяющие второй анод со спиралью; 7 — спираль (ЗС); 8 —слой поглотителя, назначение которого - устранение внутренней обратной связи из-за отражения волны на выходе; 9 — выходной прямоугольный волновод; 10 — коллектор; 11 — короткозамыкающие поршни. Используются для настройки волноводно-коаксиальных переходов; 12 — соленоид (катушка через который протекает постоянный ток, предназначенный для фокусировки электронного пучка (чтобы электроны не оседали на внутренней поверхности лампы, поглотителе и спирали)); 13 — теплоотвод (для мощных ламп); 14 — стеклянный баллон; 15— накал.
Первый анод имеет вид диска, второй — диска с трубочкой. Эта трубочка (антеннка 6а), соединенная со спиралью, образует волноводно-коаксиальный переход (соединение прямоугольного волновода и эквивалентной коаксиальной линии передачи, являющейся ЗС).
На аноды необязательно подавать одинаковое напряжение, часто на второй анод подают более высокое напряжение Uа2. Скорость электронов определяется ускоряющим напряжением и если есть отдельное напряжение Uа2, то скорость будет определяться им.
В ЛБВО скорость электронов совпадает с групповой скоростью и с фазовой скоростью. Все они направлены от катода к коллектору и при условии горячего синхронизма V0 чуть больше Vф (отличие на 5 — 10 %). В результате взаимодействия электронного потока с полем бегущей волны поле вдоль ЗС экспоненциально возрастает (рис. 15).
Фазовая скорость волны в обычных линиях передачи близка к скорости света. Так как электронам нельзя сообщить такую скорость, применяют ЗС, понижающую фазовую скорость волны. Для спирали коэффициент замедления фазовой скорости K=C/Vф =pD / L , где D - диаметр; L - шаг спирали; C - скорость света.
Рис. 15
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.