Исследовавшаяся электродная система схематично изображена на рис.6.1. Эмиссионное отверстие выполнялось в одном из торцевых электродов, имевших катодный потенциал. На рис.6.2. представлены зависимости тока электронной эмиссии Ie из плазмы на коллектор, располагавшийсяв эмиссионном отверстии от длина анода la. Кривая 1 получена при величине индукции магнитного поля В = 2О мТл, а кривая 2 при минимально возможном значении В0, которое менялось при изменении длины анода в условиях данного эксперимента. Зависимость В0 от длины анода представлна на рис 6.3. При минимально возможной индукции магнитного поля эффективность извлечения электронов была максимальной, а с увепичением В эмиссионный ток уменьшается, а переменная шумовая составляющая тока электронной эмиссии резко возрастает, также как и шумы разрядного тока и напряжения.
Зависимости тока электронной эмиссии от длины анода оказались немонотонными с максимумом при
(6.1.1)
где lc - длина
катода. Уменьшение эмиссии при увеличении длины анода выше найденного
оптимального значения можно объяснить тем, что анод начинает частично
экранировать эмиссионное отверстие, а уменьшение эмиссии при малых la cкорей
всего связано с тем, что вследствие увеличения трудностей с замыканием анодного
тока, разряд начинает трансформироваться в
Рис.6.1. Электродная схема эксперимента. 1 - анод, 2 - катод,
3 - соленоид, 4 - электронный коллектор.
Рис.6.2. Зависимости тока электронной эмиссии из плазмы на коллектор от длины анода la. 1 - В = В0, 2 - В = 20 мТл.
Рис. 6.3. Зависимость В0 от длины анода.
Рис.6.4. Зависимость эмиссионного тока от диаметра анода.
высоковольтную форму. В этом случае концентрация плазмы в приосевой области уменьшается и вблизи анода начинает формироваться электронный слой.
На рис.6.4 приведена зависимость эмиссионного тока от диаметра анода da. С увеличением диаметра эмиссионный ток падает, что, как и в случае больших длин анода, скорей всего связано с экранировкой эмиссионного отверстия анодом Уменьшение длины катода, как видно из рис.6.5, приводит к увеличению эмиссионного тока, но лишь до тех пор пока длина катода не становится равной его диаметру. При дальнейшем уменьшении lc увеличения эмиссионного тока не наблюдалось, а затруднялось горение разряда, возрастали напряжение горения и нижняя граница рабочего диапазона давлений
Увеличение эмиссионного тока отмечалось при увеличении диаметра эмиссионного отверстия, но при этом ток возрастал не пропорционально площади отверстия, а медленней, что, возможно, объясняется уменьшением концентрации плазмы в режиме электронной эмиссии.
В результате проведенных исследований характеристик тлеющего разряда в системе типа обращеный магнетрон разработано два варианта газоразрядных систем плазменных электронных эмиттеров, отличаюшихся размерами используемых электродов и площадью поперечного сечения формируемых пучков.
Первый
эмиттер предназначался для использования вместо термокатодной электронной пушки
в широкополосном пучково - плазменном усилителе СВЧ - колебаний [125].
Специфика этого источника заключалась в том, что он работал без прокачки газа
Рис.6.5. Зависимость эмиссионного тока от длины катода.
через газоразрядную систему, в то время как в большинстве плазменных электронных и ионных источников такая прокачка используется для создания перепада давлений между газоразрядной и ускоряющей системами источника. Повышенное давление в газоразрядной камере способствует облегчению условий горения разряда, а пониженное давление в ускоряющем промежутке повышает его электропрочность. В данном случае напуск газа в газоразрядную систему не осуществлялся, так как предполагалось использование эмиттера в отпаянном электронном приборе. Тем не менее использование системы типа обращенный магнетрон позволило обеспечить устойчивое горение газа при тех же низких давлениях ~ 0.1 Па, при которых обеспечивается электрическая прочность ускоряющего промежутка и эффективное пучково-плазменное усиление СВЧ - излучения.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.