Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 49
Текст из файла (страница 49)
14 9. Рассмотрим зависимость амплитуды генерации (7 и частоты ш от напряжения на спирали ЛБВ Егю При заданном Е„возможные частоты генерации от можно найти из рис. 14,9, б как абсциссы точек пересечения суммарной фазовой характеристики ЛБВ и тракта Фл + гр,р = — ш (Е/ое + 1,р(атр) с фазовой характеристикой резонатора — 2йа + агс1е Е Среди множества точек пересечения надо учесть лишь те, для которых выполняется условие самовозбуждения )К„(ш)! ) 1(К (ш) (заштриховано на рис, !4.9, а). Прн увеличении Е„уменьшается фазовый сдвиг в ЛБВ, что приводит к уменьшению угла наклона прямой на рис. ! 4.9, б. Если для простоты считать коэффициент усиления ЛБВ неизменным, то интервал частот, где выполняется баланс амплитуд, останется прежним.
Так же можно построить зависимости (7 (Е„,) и ш (Ее,) (рис, 14.10). 44,6. АВТОГЕНЕРАТОРЫ И УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ ОБРАТНОЙ ВОЛНЫ вЂ” — — ) Атагю (14.10) Частота генерации в реальных ЛОВ перестраивается на октаву и больше, но зависимость ю (Е„) по (14,10) весьма нелинейна. Приближенно, частота пропорциональна )г Еон.
бнхаа с С с и + Гга и„иа иамаюиташ — — Э и„ +ск Рис 1411 Схема автогенератора на ЛОВ О Х43 В лампах обратной волны ЛОВ типа О используется взаимодействие электронов с полем обратной пространственной гармоники, для которой направление фазовой скорости противоположно (см. э 14.2) направлению групповой, т. е. движению энергии. Поэтому в ЛОВ выход энергии расположен у ближайшего к катоду конца замедляющей системы (рис. 14.11), на которую подано ускоряющее напряжение Еею Используются генераторные и усилительные ЛОВ О.
Рассмотрим механизм обратной связи в генераторной ЛОВ О. В каждой ячейке периодической структуры энергия переносится по замедляющей системе в направлении к катоду о групповой скоростью и в противоположном направлении с потоком сгруппированных электронов. Таким образом, в ЛОВ имеется распределенная обратная связь, которая может привести к самовозбуждению даже при идеальном согласовании на входе и на выходе, Теорая взаимодействия электронов с волной в ЛОВ тяпа О в общих чертах аналогична линейной теории ЛБВ типа О (см. 414 6). Ее результаты показывают, что распределение амплитуды продольной составляющей напряженности поля Ем вдоль замедляющей системы в простейшем случае косинусоидальное, а амплитуда 1л1 гарчоники тока максимальна у коллектора Изменение Ежа начале замедляющей системы небольшое, так как электронный поток иа этом участке еще не сгруппирован.
Малое изменение 1, около коллектора замедляющей системы объясняется тем, что в этой области мала напряженность ноля и, которая почти не меняет степени группировки электронов Из теории ЛОВ тина О следует также, что КПД этих генераторов Ч, 0,8 С вЂ” еще ниже, чем у ЛБВ типа О. Условия взаимодействия электронов с полем в ЛОВ типа О по (! 4 3) можно записать в виде соотношения скоростей электроиоа и полн: = 1,I — Е,, й(0. (14.9) ! (1а -(-2иlгуи1 $ и Соотношение (14.9) эквивалентно балансу фаз а автогенераторе на ЛОВ типа О, из которого можно найти частоту генерации ю.
Зависимость со (Е„) получим из (14.9), введя вместо ра фазовую скорость основной волны обю — — югра. Для 1-й обратной пространственной гармо- ники В усилвтельиой ЛОВ вход СВЧ ввергни располагается у коллектора, выход — у кз да В режиме усиления ЛОВ должна работать при токах луча, меньших порогового для предотвращения самовозбуждеиия.
Усилитель иа ЛОВ является регеиеративиым и работает вблизи порога самовозбуждепия Козффицвевт его усиления Кр при малых амплитудах напряжения иа входе обратно пропорционален Разности междУ фактическим током 1, и его поРоговым значением Г„вор, т. е. Кр —— ву(1з — 1„ор) полоса пропускаиия ьг" обратно пропорциоиальиа козффицпеиту усиления. Такие усилители весьма узкополосиы и обычио используются как высокоизбирательиые устройства Характерной особенностью их является возможность управления резонансной частотой с помощью напряжения сев Ка згом прпицапе основаны специализированные фяльгровые ЛОВ тяпа О.
Если ток луча усилителя иа ЛОВ превысит пороговое значение, то возможен режим автоколебаиий, синхронизированных по частоте внешним сигналом С ростом отношения амплитуды генерации к амплитуде входного сигнала полоса синхронизации уменьшается, за ее пределами возникает асинхронный режим, По схеме рис. 14.11 работают аттеиюаториые ЛОВ О, используемые кзк управляемый ослабитель.
ГЛАВА 15. ГЕНЕРАТОРЫ МАГНЕТРОННОГО ТИПА ткт. устРОйстВО мдгнетРОнд. дВижение знектРОнОЕ в скрещенных пОлях В магиетроие электроны взаимодействуют с электромагнитными волнами в пространстве постоянных взаимно перпендикулярных (скрещенных) электрического и магнитного полей. Приборы со скрещенными полями (типа М), которым свойственны высокие значения КПД (до 70...80%), широко применяются в качестве автогенераторов и усилителей СВЧ. Разработаны их различные модификации: платииотроиы, ЛБВ и ЛОЬтипа М, митровы и др. Прообразом подобных приборов является миогорезонаториый магнетрои, предложенный в 1940 г. сотрудниками М.
А. Бонч-Бруевича гт. Ф. Алексеевым и ((. Е. Маляровым. Магиетрои (рис. 15.1) напоминает цилиндрический диод, на оси которого находится иагреваемый катод 2, Анодпый блок г', 4 с резонаторами 3 образует свернутую в колыю замедляющую систему. В одном из резонаторов располагается элемент связи 5, с помощью которого энергия высокочастотного поля отводится к нагрузке. В пространстве взаимодействия между анодом и катодом параллельно оси прибора создается постоянное магнитное поле. Постоянное электрическое поле образуется напряжением источника аиодиого питания, которое, как и в обычном диоде, сообщает положительный потенциал аноду.
Из конструктивных соображений аиодиый блок заземляется, а отрицательное напряжение источника питания подается на катод. Рассмотрим движение электронов в диоде с плоскими, бесконечно протяженными электродами при отсутствии высокочастотных полей, т. е. в статическом режиме. Предположим, что электрическое и магнитное поля однородны. Введем систему координат, как показано иа рис, !5.2, и обозначим через Š— вектор напряженности электрп- Рнс. 15Л. Эскиз конструкцнп многорезонатор- ного магнетрона Рнс.
15.2. Электрон в скрещенных магннтном н элеатрнческом полях чеекого поля,  — вектор магнитной индукции, Е, = Ес( — анодное напряжение, г( — расстояние между анодом и катодом. Плоская модель диода хорошо передает свойства коаксиального диода, если радиусы анода г и катода г„велики по сравнению с расстоянием г( = г, — г„. Движение электрона опнсывается уравнением 151 '/гал ш — = — а Š— а 1тал В), Ф (15.!) где а, аг — заряд н масса электрона; тал — вектор скорости. Интегрируя (15.1) прн составляющих начальной скорости напав = пал,а =О, найдем траекторию двнження электрона в виде цнклонды, расположенной в нлосности л, и.
Эта кривая определяется перемещенкямн точки, находящейся на круге нлн вне его, который катится без скольжения по прямой (рнс. 15.3). Радиус кроа А' = Е» т/Взел, скорость двнження его центра ац Еа/ВА Такам образом, электрон участвует в поступательном двнженнн со скоростью пц н вращательном с угловой скоростью ыц = вц/Я = еВ/т. Если увели екать напряженке Еа нлн уменьшать индукцию В, то крнвнзна цнклонды уменьшается, н прн некотором крнтнческом соотношеннн между Еа н В траектории касаются анода, электроны оседают на нем н дальнейшего двнження не совершают.
Крнтнческне значения Еа яр и Ввр можно найти нэ условия 2Е = о; откуда (15.2) 21З В работающем магнетроне значения Е, н В выбирают вне заштрихованной области (рис. 15,4), ограниченной «параболой критического режима», чтобы существовал циклоидальный режим. При этом в отсутствие генерации электроны ие достигают анода и ток во внешней цепи равен нулю. В пространстве взаимодействия электрон обладает потенциальной энергией, которая максимальна и равна еЕ, у катода и обращается в нуль возле анода. Поэтому в статическом режиме (рищ 15.3, а) потенциальная энергия электрона в точках остановки (возврата) равна еЕ„ а при движении электрона по циклоиде часть ее переходит в кинетическую.
На вершине циклоиды при скорости о, = 2о кинетическая энергия максимальна н равна лги,*,рж/2 = 2/ю*. В отсутствие выеоко- Рнс. !5.3. Траекторнн электронов в плоском дноде прн о»а ° О, п»а э 0 (ннклонда) (а)1 о»а»~0, о»»» 0 (укороченная нкклонда! (Е)~ е»»»(0, п»»»~0 (удлнненная пнклонда) (а) х Рнс. 15Л Зависимости анодного напряженна от магнитной нндуккнн для крнтнческого режима (парабола) н для режнмов сннхроннэма Ел зг/г) кур) ) частотного поля при циклоидальном движении электрон не меняет своей полной энергии, она периодически частично переходит из потенциальной в кинетическую и обратно. Следовательно, в статическом режиме при В ) В„р множество электронов образуют вблизи катода пространственный заряд, вращающийся вокруг катода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
