Стр.102-201 (1152179), страница 2
Текст из файла (страница 2)
яра пои заз В зз зз. за пэнанагпб ыпннвбшпн»па он ябодпбу поызшэпэ ппншзшоиппон 'понэнонаппбан ' э згборпбб пигшпипэр зп» .эзьпбшиыпбон пяннобшн нр поызшэпэ ооненашорвно» понэнонпгзб э згбпрпбд пнашпноэр и ябпшпбзнзг ояннвыгпнр прпннз оь и ошнииоб яш .»издав зпшшрг гнпоэо 'яборнбб ьдр ябоупби иярпшнорд и ян -ипр лишобоп о рвиэйгоу ябйор яиыпи знронипр -пнно0ш»анр пынион пызгннааззб»э юэ згбгупбр янпбшэпон вшн нгшигонбвш э ябпшобзни1 Лрэ я пшоб .гнаг ззгнрвор нпбшонюш ыг.э»зорю и хп»эгланюшэпб ш»зне э я»нор р Рнпш ддб и оинш ррб ш о»пш рди зв шню внег вяннпбшангоя »го ршэ повинно ар ыян»и» вриопэпб э Я»обшэп»Н ннпбшэнн» вян бишонпгпбпгон янпбшэпи» иянзизшпапбш ярпбшвз ызпнвнрпбпд шянлзбпноо э яныои М з з ша зз а а а и ) а с а и о и с Ю с Ю а с с с З х О ление полупроводниковых диодов, и транзисторные генераторы СВЧ диапазона.
Некоторые группы приборов, показанные иа рис. 3.18, представляют сейчас интерес в основном с принципиальной точки зрения. К их числу относятся, например, монотрон и диод, генерирующий колебания, рассмотренные в гл. 2. Не находят широкого применения плазменные генераторы и усилители, кратко описываемые в гл.
8, а также электронно-волновые лампы, упомянутые в 5 2.9. Использование эффектов Допплера и Черенкова, неоднократно предлагавшееся для генерирования и усиления СВЧ колебаний, до сих пор не вышло из стадии лабораторных исследований. В схему не включены многие другие разновидности электронных приборов СВЧ как резонансного, так и нерезонансного типов, не нашедшие до сих пор широкого практическогоприменения. Не исключено, однако, что эти и другие типы приборов получат в будущем более значительное развитие. Основное практическое применение находят многорезонаторные магнетроны, отражательные и многорезонаторные клистроны, лампы прямой и обратной бегущей волны (ЛБВ, ЛОВ) типа О и платинотроны, являющиеся разновидностью ЛОВ магнетронного типа, а также специальные типы триодов и тетродов Этим классам электронных приборов СВЧ, выделенным на рис.
3.18, уделяется основное внимание в последующих главах. Возвращаясь к схеме, показанной на рис 318, необходимо отметить ее условность и недостаточнук строгость. Некоторые типы приборов, отнесенные к различным группам, в ряде случаев имеют много общих признаков. Это относится, например, к многорезонаторным магнетронным генераторам и к лампам бегущей и обратной волны типов О и М.
Много общего у клистронов с распределенным взаимодействием и у ЛБВ типа О. Использование эффекта Черенкова сходно с принципами, положенными в основу ламп бегущей волны, и т. д. Все это подчеркивает тесную взаимную связь генераторных и усилительных приборов СВЧ, имеющих общие физические основы. Помимо генераторных усилительных приборов СВЧ, в настоящее время находят применение некоторые другие типы электронных и газоразрядных приборов (переключатели, модуляторы и др.), не включенные в данный обзор. Эти приборы также находят некоторое освещение в последующем изложении. ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ ТРИОДЫ И ТЕТРОДЫ СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ 5 4.1. ОБШИЕ ЗАМЕЧАНИЯ Рис.
4 1 Типичная зависимость выходной высокочастотной мощности триода от частоты * Ввиду большого сходства триодов и тетродов упоминание о тетродах будет в дальнейшем иногда опускаться. Если не будет оговорок, свойства трн одов СВЧ можно распространять также и на тетроды. 1ОЗ Основным признаком триодов и тетродов СВЧ является электростатиче. ское управление электронным потоком, осуществляемое воздействием сетки на пространственный заряд у катода лампы.
Этот же признак лежит, как известно, в основе современных низкочастотных приемно-усилительных и генераторных ламп. Таким образом, сверхвысокочастотные триоды и тетроды могут упрощенно рассматриваться, как разновидность «обыч- Р иыхэ электронных ламп. дмг На ранних этапах разработка триодов и тетродов СВЧ шла по пути частичного приспособления обычных низкочастотных ламп для работы на более высоких частотах.
Опыт показал, однако, что при повышении рабочей частоты выходная мощность генераторов и усилителей резко умень- О шается. Типичный вид зависимости выход- ной высокочастотной мощности триодного' ад«4 генератора или усилителя от частоты по. казан на рис 4.!. Частоту чирея, в окрестностях которой практически прекращается работа лампы, принято называть лределькорм или критической, частотой дан.
ной лампы. Как и у других типов электронных приборов СВЧ, предельная часгота триодов определяется двумя факторами — свойствами колебательной системы и пролетными явлениями при движении электронов в междуэлектродном пространстве. Рассматривая ограничение частоты за счет свойств колебательной системы, нужно учитывать, что рабочие электроды лампы и их вводы обладают конечными емкостями и индуктивностями. Эти индуктивности и емкости имеют сравнительно небольшую величину (для маломощных ламп — порядка нескольких микро- генри и нескольких пикофарад). Нетрудно рассчитать, однако, что такая лампа даже при закороченных снаружи вводах образует колебательный контур, резонансные длины волн которого лежат в дециметровом или в метровом диапазоне.
Поэтому генерирование и усиление на частотах, лежащих выше резонансной частоты, оказывается весьма затруднительным. Очевидным путем продвижения ламп в сторону более высоких частот является уменьшение внутриламповых индуктивностей и емкостей. Для уменьшения паразитных емкостей вводы лампы можно направлять в разные стороны, а не пропускать через общую ножку. Хорошие результаты дает радиальное расположение вводов; снижению междуэлектродных емкостей способствует также умень. шение нерабочих поверхностей электродов — сетки, анода и катода. С целью уменьшения индуктивностей вводов стремятся использовать короткие, толстые стержни; иногда применяют несколько параллельно расположенных вводов к одному и тому же электроду.
Существуют и другие конструктивные приемы, позволяющие частично преодолеть вредное влияние индуктивностей и емкостей. Это дает воэможность использовать триоды в открытых колебательных контурах с сосредоточенными постоянными или в контурах, образованных отрезками двухпроводных линий, вплоть до средней части дециметрового диапазона. При дальнейшем укорочении длины волны, особенно в случае мощных ламп, имеющих значительные геометрические размеры, резко проявляются недостатки открытых колебательных контуров — излучение, повышенные потери в металле н в диэлектрике, недостаточная жесткость и др.
Собственная добротность открытого колебательного контура при повышении частоты уменьшается. Активная проводимость контура растет (уменьшается его резонансное сопротивление). Как следствие, уменьшается амплитуда колебаний и ухудшается коэффициент использования вводного напряжения триода. Выходная мощность генераторов н усилителей с повышением частоты быстро падает, что не дает возможности применять триоды и тетроды в открытых колебательных системах на частотах, превышающих примерно 500 — 600 Мгя. Естественным путем развития колебательных систем триодов н тетродов СВЧ является применение полых резонаторов, свободных от большинства укаэанных выше недостатков.
Электроды лампы желательно делать составной частью полого резонатора. Междуэлектродная емкость должна играть роль «укорачивающей» емкости, например, в случае резонаторов коаксиального или цилиндрического типа [1). Вводы электродов должны при этом иметь вид дисков или полых цилиндров, непосредственно соединенных со стенками полого резонатора. Принцип органического слияния триода с полыми резонаторами был впервые сформулирован и осуществлен в 1938 — 1941 гг. Н. Д.
Девятковым и его сотрудниками. Благодаря применению полых резонаторов удалось повысить предельную частоту примерно на порядок в сравнении с триодами прежних типов, использовавшими открытые колебательные контуры. Наблюдаемый на опыте спад выходной мощности ламп с электростатическим управлением (см. рис. 4.1) объясняется не только ухудшением свойств колебательной цепи, но и влиянием угла пролета электронов между электродамн лампы. Сейчас можно считать установленным, что прекращение работы на СВЧ у старых типов ламп связано в основном не с инерцией электронов, а с алия пнем внешнего контура и конструкции лампы. Тем ие менее, угол пролета электронов играет важную роль в работе триодов и тетродов СВЧ. На постоянном токе и при низких частотах теория и конструирование элен.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
