Лекция 7. Управление электронными потоками путем скоростной модуляции (1095405), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Этот принцип лежит в основе отражательных клистронов.в. Нерезонаторные устройства для создания скоростной модуляцииРассматриваемые выше управляющие устройства являютсяузкополосными, т.к. имеющийся у них высокочастотный зазор входит всостав полого резонатора. При несовпадении частоты сигнала и резонанснойчастоты резонатора амплитуда СВЧ Колебаний резко уменьшается, чтоприводит к ослаблению скоростной модуляции.

Поэтому во время работынеобходимо настраивать модулирующий резонатор, впрочем, как и выходнойрезонатор, на частоту сигнала, что не всегда не только удобно, но ивозможно.Для создания скоростной модуляции в широкой полосе частот можноперейти от резонансных систем с кратковременным взаимодействием кнерезонансным системам с длительным взаимодействием электронногопотока с полем бегущей волны.

Тогда в качестве модулирующего устройстваможет быть, применена замедляющая система – волноведущая система сзамедленной волной, вдоль которого пропускается электронный поток.Рис.7.6. Применение спиральной замедляющей системы дляскоростной модуляции электронного потокаНа рис. 7.6 приведен отрезок замедляющей системы в виде спирали, на входкоторой подан СВЧ сигнал. На втором конце замедляющей системынаходится согласованная нагрузка, в результате чего в линииустанавливается режим бегущей волны. В эту систему поступает ускоренныйдо скорости электронный поток.Для качественного объяснения скоростной модуляции рассмотрим случайсинхронизма, т.е.

равенства скорости электронов и фазовой скорости фзамедленной электромагнитной волны, распространяющейся в том женаправлении.На рис.7.7 построен график распределения продольной составляющей ABбегущей волны в системе координат, двигающейся со скоростью волны фРис.7.7. Получение скоростной модуляции при длительном взаимодействииэлектронного потока с бегущей замедленной волной в режиме фазовогосинхронизмаПри условии= ф электроны типа 1 и 2 остаются неподвижнымиотносительно рассматриваемой системы координат, т.к.

высокочастотноеполе в этих точках равно нулю. Электроны типа 3 непрерывно ускоряютсяпродольным полем волны; скорость этих электронов становится больше .Соответственно электроны типа 4, оказавшиеся в области максимальноготормозящего поля, уменьшают свою скорость. Таким образом, в потокесоздается периодическая модуляция по скорости, нарастающая по мередвижения электронов вдоль замедляющей системы.Результатом такой модуляции по скорости является модуляция электронногопотока по плотности. При этом центрами сгустков являются электроны типа1, расположенные в областях перехода высокочастотного поля AB через нульот ускоряющей к тормозящей полуволне.Чем слабее дисперсия, тем шире полоса частот, в пределах которойэлектроны остаются в синхронизме с волной при неизменной величинепостоянного ускоряющего напряжения .Сравнивая эффективность модуляции с помощью высокочастотного зазора изамедляющей системы можно прийти к следующему выводу.

При одной итой же мощности входного сигнала напряженность продольноговысокочастотного поля в замедляющей системе значительно меньше чем вполом резонаторе. Однако угол пролета электронов через замедляющуюсистему в принципе ничем не ограничен. Путь, на протяжении которого полемодулирует электронный поток, может быть в замедляющей системезначительно большим, нежели в зазоре полого резонатора. В результате этогопеременная составляющая скорости электронного потока на выходезамедляющей системы может быть сделана такого же порядка, как ввысокодобротных системах с кратковременным взаимодействием..

Характеристики

Список файлов лекций