Лекция 5. Отбор энергии от электронного потока (1095403), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

к. при расстройке резонаторамаксимум тормозящего напряжения, созданного на зазоре в результатепротекания наведенного тока перестает совпадать с центром электронногосгустка, что снижает эффективность взаимодействия.Суммарная активная проводимость резонатора и нагрузки полн ,необходимая для отбора наибольшей мощности от электронного потока,должна быть равна активной проводимости электронного потока=2343≈24=(5.3)В связи с этим иногда говорят о необходимости согласования активныхпроводимостей (или активных сопротивлений) колебательной системы иэлектронного потока.Для эффективного отбора энергии коэффициент связи 6 зазора сэлектронным потоком должен быть возможно более высоким, чтобы непроисходило значительного уменьшения амплитуды наведенного тока посравнению с амплитудой конвекционного тока.

В связи с этим угол пролетаэлектронов через зазор не должен превышать примерно 7. По этой причинебольшинство электронных приборов, использующих полые резонаторы,принято относить к классу устройтв с кратковременным взаимодействиемэлектронов с электромагнитным полем.Зазор, являющийся частью полого резонатора, можно осуществлять ввиде сеток или в виде отверстий небольшого диаметра.г. Отбор энергии от электронного потока с помощьюнерезонансных колебательных системНедостатком устройства, в котором для отбора энергии используетсяполый резонатор, является частотная селективность или, как принятоговорить, узкополосность.

Для расширения рабочей полосы частот можнобыло бы усилить связь резонатора с нагрузкой, снизив при этомнагруженную добротность полого резонатора. Однако это приведет кснижению ВЧ тормозящего напряжения на зазоре и, соответственно, куменьшению энергии, отбираемой зазором от электронного потока.Поэтому для расширения полосы частот приходится отказаться отиспользования резонансной цепи и включение зазора в состав передающейлинии, на конце которой расположена согласованная нагрузка. Т.к. достичьсогласования сопротивления линии и электронного потока обычно неудается, то для полного использования кинетической энергии электроновследует применять достаточно большое число одинаковых зазоров,включенных в общую передающую линию.

При этом электроны должныпроходить каждый зазор в одной и той же фазе – в момент максимальноготормозящего поля.На рис.4 приведена принципиальная схема нерезонансного выходногоустройства с несколькими зазорами, включенными в линию задержки.Рис.4.Условие постоянства фазы высокочастотного поля по отношению кэлектронным сгусткам означает, что фазовая скорость ф волны, бегущей полинии, соединяющей зазоры, должна быть приблизительно равна скоростиэлектронов . Такое условие называют фазовым синхронизмом электронов ибегущей электромагнитной волны.

Т.к. скорость электронов всегда многоменьше скорости электромагнитной волны, такая передающая линия,соединяющая зазоры, должна обладать свойствами замедления (задержки) иназывается замедляющей системой. В качестве замедляющих системиспользуются спираль, гребенка, встречные штыри и т.п.Двухсеточные зазоры, изображенные на рис., не являютсянеобходимыми и лишь затрудняли бы прохождение электронного потокавдоль замедляющей системы. Продольное высокочастотное электрическоеполе, создаваемое этими зазорами, может быть заменено провисающимиполями, существующими между зазорами во всякой замедляющей системе,которые быстро убывают при удалении от поверхности системы.

Поэтомуэлектронный поток желательно пропускать возможно ближе к проводникамзамедляющей системы. Сопротивление связи св , характеризующееэффективность взаимодействия электронов с электромагнитной волной всистеме, тем больше, чем больше напряженность электрического поля волны.Ширина полосы частот рассматриваемого устройства определяетсядисперсионной характеристикой системы, т.е. зависимостью фазовойскорости волны от частоты. Чем слабее дисперсия, тем больше полосачастот, в пределах которой при заданной скорости электроновобеспечивается синхронизм между электронами и волной. Применяя такиезамедляющие системы, как спираль, можно обеспечить полосу частот50 – 100% от средней частоты.

Для сравнения полоса частот одиночногополого резонатора, которая обратно пропорциональна нагруженнойдобротности величиной 50 – 100, составляет лишь 1 – 2% от среднейчастоты.Передача энергии от электронов полю бегущей волны можетпроисходить на большом протяжении замедляющей системы и носитмногократный и непрерывный характер. Поэтому электронные приборы,использующие замедляющие системы, принято относить к классу приборовс длительным взаимодействием..

Характеристики

Список файлов лекций