Шишкин Г.Г., Шишкин А.Г. - Электроника (1006496), страница 68
Текст из файла (страница 68)
В рассматриваемых ЭОП электронное изображение с фотокатода с помощью электронной линзы переносится на пластину."Усилениевкаждомканалепроисходитнезависимоотсоседнего отверстия, т. е. изображение разбивается на элементы, число которых определяется количеством отверстий. Послепластины за счет однородного электростатического поля электронное изображение переносится на люминесцентный экран.Коэффициент усиления каждого канала~ 103 ... 10 5 , разрешение20 ... 25 парлиний/мм при диаметре каналашение диаметра каналов до1О20 мкм."Уменьмкм увеличивает разрешение до40 пар линий/мм.~------11 Контрольные бопросы~-1------1.
Каковы классификация, устройство и принцип действияэлектронно- лучевых приборов?2.Электронный прожектор. Электростатические фокусирующие системы триодного и тетрадного типа: устройство, формирование электронных линз, принципы фокусирования,достоинства и недостатки.3.Магнитная фокусировка: физические принципы фокусировки заряженных частиц в неоднородном магни_тном поле,устройство фокусирующих систем, достоинства и недостатки, качество фокусировки.4.
Электростатические отклоняющие системы: принципы работы, параметры, характеристики, преимущества и недостатки.Глава5.13.Электровакуумные приборы СВЧ с динамическим управлением361Магнитные отклоняющие системы: принципы работы, параметры и характеристики, преимущества и недостатки.6.Экраны электронно-лучевых трубок: устройство, разновидности, параметры и характеристики.7.8.9.Каковы особенности радиолокационных ЭЛТ?Каковы особенности осциллографических ЭЛТ?Принципы работы, параметры и характеристики у:ерно-белых и цветных кинескопов.10.Электронно-оптические преобразователи: устройство, принципы работы, параметры и характеристики.Глава13ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЕ ПРИБОРЫ СВЧС ДИНАМИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ И ПРОДОЛЬНЫМВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ -ПРИБОРЫ ТИПА О13.1.
Общие сведенияВ лампах, рассмотренных в предьщущих разделах, используете.я электростатическое управление электронным потоком,которое возможно на сравнительно низких частотах, где врем.я пролета электронов между электродами лампы много меньше периода колебаний, поэтому можно считать, что каждый электронбудет перемещаться в статическом электрическом поле.
В этихусловиях переменное напряжение на управляющих электродахлампы будет вызывать синфазное изменение плотности электронногопотока. В СВЧ-диапазоне (частоты от 300 МГц до3000 ГГц, длины волн от 1 м до О, 1 мм) врем.я пролета электроновмежду электродами оказываете.я порядка или даже много большепериода колебаний. Кроме того, индуктивности выводов, междуэлектродные емкости и СВЧ-потери в металле электродов, материале баллона и изоляторах также сильно про.являются в этомдиапазоне частоты. Все это ухудшает характеристики приборов.Указанных недостатков лишены элекrровануумные приборы СВЧ сдинамическим управлением электронным потоком, при котором время пролета может быть порядка и больше периода СВЧ-колеба-Раздел3623.ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЕ ПРИБОРЫний.
Сущность такого управления состоит в том, что под действием переменного СВЧ-пол.я происходит изменение скоростиэлектронов во времени по периодическому закону. В результатеиз-за разницы в скоростях электронов при их движении в пространстве дрейфа формируются разрежения и уплотнения электронов (образуются сгустки, т. е.
области с повышенной плотностью электронов). Процесс образования сгустков в электронномпотоке называют модуляцией по плотности, а процесс измененияскоростей электронов из-за СВЧ-пол.я-модуляцией по скорости.После формирования сгустков в приборах обеспечиваете.я передача энергии от электронных сгустков СВЧ-полю колебательнойсистемы. Поскольку в диапазоне СВЧ размеры прибора порядкаи больше длины генерируемых и усиливаемых колебаний, то вкачестве колебательных систем используются системы с распределенными постоянными, при этом уз~ополосные колебательныесистемы называются резонаторами, а широкополосные-замедляющими системами.Электровакуумные приборы (ЭВП) по характеру энергообмена между электронным потоком и СВЧ-полем разделяются наприборы О- и М-типа. В приборах типа О в энергию СВЧ-пол.я преобразуете.я кинетическая энергия электронов.
Магнитное поле втаких приборах либо отсутствует, либо играет вспомогательнуюроль. Эти приборы бывают двух видов-с кратковременнымвзаимодействием электронного потока и пол.я резонатора (пролетные и отражательные клистроны) и с длительным взаимодействием электронов и СВЧ-пол.я замедляющих систем (лампыбегущей волны типа О (ЛЕВО), лампы обратной волны типа О(ЛОВО)).В приборах типа О векторы напряженности постоянных электрических и магнитных п0лей (если последние присутствуют) непересекаются, они параллельны.
Кроме того, взаимодействиеэлектронного потока происходит с составляющей электрическогоСВЧ-пол.я,векторкоторойпараллеленвекторускоростиэлектронов потока. В этом плане приборы типа О можно юшватьприборами с продольным взаимодействием, поскольку электрические и магнитные пол.я, обеспечивающие эффективность взаимодействия, направлены вдоль скорости электронного потока.В приборах типа. М происходит только длительное взаимодействие, и в энергию СВЧ-пол.я преобразуете.я потенциальна.я энергияэлектронов.
Движение электронов в этих приборах осуществляете.я в скрещенных электрических и магнитных полях.Глава13.Электровакуумные приборы СВЧ с динамическим управлением363В настоящее время ЭВП СВЧ с динамическим управлениемпо сравнению с другими типами электронных приборов имеютнаибольшие величины усиливаемой и генерируемой СВЧ-мощности, КПД, коэффициента усиления, полосы пропускаемыхчастот и ряда других параметров. В силу этого они занимают доминирующее положение в СВЧ-технике.
Физические процессыв таких приборах описываются уравнениями, приведенными вприложении2.Специфическая особенность ЭВП СВЧ заключается в том,что они являются интегральными устройствами, включающими в себя вакуумный прибор, колебательную систему, магнитную систему, входные и выходные СВЧ-тракты и другие элементы. Элементы ЭВП СВЧ взаимосвязаны и взаимообусловлены,т. е.электроннаячастьсоздаетсясучетомсвойствиособенностей всех других узлов прибора, особенно колебательной системы.13.2. Клистроны13.2.1.Пролетные клистроны.В пролетных клистронах используются узкополосные колебательные системы (резонаторы). Как правило, количество резонаторов в этих приборах колеблется от двух до четырех-пяти.
Основное назначение пролетных клистроновние и умножение СВЧ-колебаний.-генерация, усилеЭтот тип приборов можетработать в диапазоне частот от сотен МГц до сотен ГГц, максимальные значения· выходной мощности могут достигать сотенкВт в непрерывном режиме. Перестройка по частоте в этих приборах осуществляется механически.Рассмотрим сначала двухрезонаторные клистроны (ДРК), которые наиболее ярко иллюстрируютпринципыдинамическогоуправ-ления электронным потоком, а затем перейдем к многорезонаторхным клистронам, получившим наибольшее распространение.
Схемаустройстварис.13.1.электрод2ДРККатод1приведенанаи усl{оряющийформируют электрон-Рис.13.1.Раздел364. ный3.ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЕ ПРИБОРЫпоток с заданными характеристиками. Электроны подходятк сетке первого (входного) резонатора3 с одинаковой скоростью(13.1)е, т-заряд и масса электрона, И 0 -Входной резонаторво43ускоряющее напряжение..возбуждается через входное устройствходным СВЧ -сигналом мощностью Р вх и частотойm.В результате между сетками этого резонатора существует переменное электрическое поле напряжением и 1 =И mlsin (mt 1 ),котороев положительный полупериод дополнительно ускоряет электроны, а в отрицательныйтормозит (Иml --менного напряжения на сетках резонатораамплитуда пере3).Следовательщ>,после первого резонатора электроны будут иметь разные скорости.
Этот процесс называется модуляцией электронов по скорости. В пространстве дрейфа5электроны перемещаются без дополнительных воздействий. Из-за разной скорости электроновв электронном потоке будут образовываться уплотнения ( сгустки) и разрежения, т. е. модуляция по скорости превращается вмодуляцию по плотности. Частота следования сгустков равна частоте входного сигнала. Сгустки электронов, проходя между сетками выходного резонатора6,настроенного на частоту входногосигнала, наводят в его цепи ток той же частоты, который черезвыходное устройство4поступает в нагрузку.
Между сетками возникает СВЧ-напряжение. Сгустки пролетают выходной резонатор в тормозящем полупериоде и отдают СВЧ-полю часть энергии. Остальная часть энергии электронного потока рассеиваетсяв виде тепла на коллекторе7.Процесс модуляции скорости электронов под действием синусоидального сигнала и 1 на входе можно описать формулой(13.2)гдеv1скорость электронов в пространстве дрейфа; время-t1определяет текущую фазу СВЧ-поля в момент прохожденияэлектронами середины зазора входного резонатораРИ1тМ = 2Ио-3(х =коэффициент модуляции электронного потока, И0 -коряющее напряжение (см.
рис.13.1);р =sin 0 3 12•0 12-О);ускоэффици-ГлаваЭлектровакуумные nриборы СВЧ с динамическим управлением13.365ент эффективности взаимодействия электронов с полем резонатора;ез= 02;-'- 01 -фазовый упол пролета электрона в зазоре·входного резонатора(0 1 /0 2фазы СВЧ-поля соответственно в мо-мент влета электрона в зазор и в момент вылета из зазора резонатора).Эффективность группировки электронного потока характеризуется параметром групп и ровни Х:(13.3)где ео =(!).to -абсолютный угол пролета электрона, отсчитываемый от момента пересечения середины зазора входного резонатора (х =О, см. рис.пространстве дрейфа;13.1) до рассматриваемой плоскости х вt 0 , соответственно, время пролета.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
