Рис. 26
Характерной конструктивной особенностью ЛБВ и ЛОВ типа О является наличие постоянного продольного магнитного поля, служащего для магнитной фокусировки электронного пучка. Механизм фокусировки состоит в том, что если направление движения электрона не совпадает с направлением силовых линий магнитного поля, то оно действует на движущийся электрический заряд (сила Лоренца), заставляя его двигаться по спирали "навиваясь" на силовую линию. Чем сильнее поле, тем меньше радиус спиральных траекторий и лучше фокусировка.
Для создания постоянного магнитного поля используют соленоид или постоянные магниты. Фокусировка осуществляется за счет продольного магнитного поля. Если Vо çç B, то магнитное поле никак не влияет на направление движения электронов. Когда между направлениями Vo и B имеется отличный от нуля угол возникает вектор силы FM = -e[Vо,B], совпадающий по направлению с поступательным движением винта, поворачиваемого от Vо к B. Сила заставляет электроны двигаться по спирали, в результате чего возникает соответствующий вектор скорости, при взаимодействии с которым образуется сила направленная к оси, заставляющая спираль сжиматься.
В итоге, если имеется спиральная ЗС и вдоль всей ее длины действует продольное магнитное поле, то электронный поток будет распространяться внутри этой спирали и не распадаться (рис. 27).
Рис. 27
Магнитную фокусировку может обеспечить соленоид, но у него есть недостатки. Главный недостаток — необходимость питания постоянным током большой величины. В связи с этим на практике очень часто строят пакетированные системы фокусировки. Они представляют собой периодические магнитные фокусирующие системы (рис. 28).
Это, обычно, ферритовые намагниченные цилиндры, со вставками из ферромагнитных материалов, позволяющими получить заданную структуру поля. Эта структура не является равномерной, она периодическая. Вдоль нее распространяется электронный поток. Система одевается сверху на стеклянный баллон ЛБВ. Если рассмотреть такую периодическую структуру, то можно показать, что будет происходить фокусировка, причем не только на участках продольного поля, но поперечного.
Рис. 28
Приборами типа М называются приборы в которых в энергию СВЧ поля преобразуется потенциальная энергия электронов, движущихся в скрещенных электрических и магнитных полях.
Разновидности приборов типа М:
1) магнетроны; 2) коаксиальные магнетроны; 3) митроны; 4) ЛБВМ;
5) ЛОВМ; и др.
|
Рис. 29 |
Рассмотрим особенности движения электронов в скрещенных полях. Пусть электрон движется в статическом магнитном поле с постоянной скоростью (рис.29).
На электрон действует магнитная сила Fm = - e[V,B], которая уравновешивается центробежной силой Fm = mV/ВE.
Электрон движется по окружности.
Циклотронная частотаравна:w ц = Be/m.
Движение электрона в скрещенных статических полях показано на рис. 30. Электрическое поле направлено от анода к катоду, навстречу ему действует электрическая сила Fэ = - eE. Пусть вблизи горячего катода имеются свободные электроны. Кроме того, перпендикулярно плоскости рисунка действует магнитное поле. Под действием электрической силы электрон начинает ускоренное движение к аноду (около катода начальная скорость V=0).
|
Рис. 30 |
Как только возникает ускорение, возникает увеличивающаяся магнитная сила. Она изменяет направление движения электрона, он начинает двигаться по циклоиде. В начальный момент электрон обладает нулевой кинетической энергий и максимальной потенциальной. В вершине циклоиды электрон обладает минимальной потенциальной энергией и максимальной кинетической энергией, равной уменьшению потенциальной энергии.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
