Усилительные клистроны. Двухрезонаторный усилительный клистрон, страница 15

Полоса рабочих частот   - достигает в усилителях на ЛБВМ  20 - 30 % от средней рабочей частоты. Такой широкий диапазон рабочих частот, характеризуется, в основном, дисперсионной характеристикой замедляющей системы. С изменением частоты входного сигнала условия синхронизма движения с волной могут выполняться для элнктронов, находящихся в различных горизонтальных   ²слоях².

Коэффициент шума. В большинстве приборов отношение мощности полезного сигнала к мощности шумов не превышает 40дБ. ЛБВМ не используется в качестве входных усилителей. Благодаря более высокому КПД и меньшим габаритам, по сравнению с ЛБВО, она используется в качестве выходных усилителей мощности.

 ПРИМЕНЕНИЕ ЛБВ М-ТИПА

Лампы бегущей волны М-типа обладают целым pядом достоинств  по сpавнению с дpугими пpибоpами СВЧ: высокое значение  коэффициента усиления, шиpокополосность, возможность  pаботы  в  импульсном  и непpеpывном pежимах, в шиpоком интеpвале выходных мощностей. Пpименение систем со слабо выpаженными pезонансными свойствами обеспечивает усиление сигналов в очень шиpокой полосе частот,  достигающей двух и более актав. Недостаток ЛБВМ - нелинейная амплитудная характеристика. Они применяются в РЛС, средствах связи  через искусственные спутники Земли.

ФОМЭ: Лекция 10. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ  ЛОВМи магнетрона

ЛОВМ может быть усилителем и генератором. Генератором обратной волны типа М называют электронный прибор, в котором незатухающие колебания сверхвысокой частоты поддерживаются за счет передачи электромагнитной волне потенциальной энергии электронов, движущихся в скрещенных полях и взаимодействующих с обратной пространственной гармоникой этой волны.

          Конструкция ЛОВМ  приведена на рис. 39: 1) горячий катод; 2) холодный катод;  3) ЗС; 4) коллектор; 5) поглотитель; 6) управляющий электрод; 7) выход СВЧ.

Условие холодного синхронизма для ЛОВМ      V₀ = V_п = V_фн ,                                                    где V_фн - обратная пространственная гармоника. Перенос энергии происходит от коллектора к катоду. Лампа работает как усилитель, если : I₀ < I_0пуск . Автогенерация возможна при соблюдении баланса фаз и амплитуд. Баланс фаз соответствует условию холодного синхронизма. Баланс амплитуд предполагает, что суммарные потери с выхода СВЧ полностью выполняются генерируемой мощностью I₀ > I_0пуск. Автогенерация возникает за счет флуктуации электронов, неравномерной плотности электронного потока. Из в шумового спектра выделяется сигнал, который соответствует частоте условия синхронизма. В ЛОВМ есть зоны генерации. Чем больше номер зоны, тем выше пусковой ток.

Параметры и характеристики ЛОВМ                            

Пусковой ток - ток при котором начинается автогенерация. Рабочий ток - ток, когда большая мощность генерируется в основной зоне. Если сделать ток пучка очень большим, то возможна генерация в нескольких зонах. Сигнал становится многочастотным.

Выходная мощность       P_вых »К(I₀ - I_0пуск),  ïðîïîðöèîíàëüíà ðàáî÷åìó òîêó ëàìïû (рис. 40). Величина  P_вых в непрерывном режиме в диапазоне миллиметровых волн - десятки Вт, а в диапазоне ДЦВ  - десятки кВт.                                                                                    

Электронный КПД ,также зависит  от тока электронного  пучка. Для  ЛОВМh_э » 50 ¸ 60%. В диапазоне ДЦВ КПД может достигать 90 %.

Рабочая частота и диапазон электронной расстройки  определяется дисперсионной характеристикой. Поскольку для всех обратных пространственных гармоник дисперсия аномальна, т.е. dV_фн / dw   > 0, то с ростом ускоряющего напряжения растет и частота. Дисперсионная характеристика  ЗС ЛОВМ показана на рис. 41. Важнейшим преимуществом ЛОВМ по сравнению с ЛОВО является линейная зависимость частоты f от U ₀ , потому  что    V₀ = V_п = V_фн ~ U ₀,                                                 где V_п = Е/B,  а  Е = U_o/d.

Если для лампы типа О     V₀  ~ Ö U ₀  ,  то для ЛОВМ  V₀ = V_п ~ U ₀.