1629382528-e201d89ff59dd31db5be21dffcf9458a (846429), страница 101
Текст из файла (страница 101)
Однако серьезные ограничения в этом 672 тстеойствл свч с >нвнввиывным взаимодвйствиям ' )гл. 32 отношении накладываются наличием перехолов от спирального волна вола к входному и выхолному устройствам. Эти переходы должны быть хорошо согласованы с линией, в противном случае возникнут отраженные волны, создающие обратную связь между входом и выходом, и вследствие этого появляется опасность самовозбуждения. Рис.
32.2. Несмотря на то, что широкополосное согласование прелставляет трулную задачу, в этом направлении лостигиуты большие успехи, и при хороню согласованных переходах в усилителях со спиралями ,удается получать полосу пропускания порядка !000 †20 /Игц при несущей частоте порядка 3000 Мгц. На рис. 32.3 приведен пример широкопологшно игргхола гколкгнальныя и/>Гк ль < ииральь, к<морый нс>кшьзуется а ряд>.' моделей ламп бегущей волны. Стремление добиться больших значений коэффициента усиления и уменьшить возможность самовозбу//ла//г//л</ ждения приводит к применению в Рнс. 32,3.
усилителях бегущей волны замед- ляющих линий с дисперсией. Увеличение дисперсии влечет за собой сокращение полосы пропускаемых частот, что облегчает надежное согласование переходов в этой узкой области частот„ устраняет опасность самовозбуждения и позволяет получить большее усиление (современные усилители бегущей волны позволяют получить усиление норядка 20 — 30 дб на частоте 3000 — 4000 Мгц).
Обратимся теперь к вопросу об использовании прямых и обратных пространственных гармоник неоднородных замедляющих систем для целей усиления. Мы уже выяснили ранее, что если скорость электронов приблизительно равна фазовой скорости одной нз волн системы н совпалает с ней по направлению, то происходит 'эффективное взаимодействие между электронами и волной, вследствие й 32.5) . ' хсилитзли пеямой и овглтной волны 573 '-:,-::,:, чего амплитуда волны нарастаег.
Олнако этот процесс будет цромеходить по-разному, в зависимосги от >ого, с прямой или обратной волной взаимодействуют алек>ропы. В случае нрюяой волны .фазавая скорость еЕ совпадает но нанргилению с групповой скорО- стью н, таким образом, энергия волны Рагирос>раняс>ся в том же ' направлении, что и электронный ну шк, >. г.
о> ка>ола к коллектору. При этом на вхоле згмелл и зн я линии (у кгнола) нсрсмен- ная составлякчцая тока раина иушо, а пи<око юс>о>ное ноле нмссг минимальное значение, опредсляемое нишини шн налом. И рсзуль тате нарас>а>овсе>о излил>одсйс>лня элск>ропан г но/нн>И и элш<>ран';.:":... ном пучке ноаникает модуляция плотное>и, ко>орая а свою очередь вызывает увеличение амплитуды высокочастотного поля и т. д. В силу этого с увеличением расстояния от катода увеличика<>сн амнлн>ула аысоко>н ><»и<»<> нн/ш 0 линли >ула н<ргмиши>И го<'>ш<шннщей элсь>!к>ни<ни >ока (рис.
32.4, и). )!Ри ч>нм и / 3)! случае надлежашс>о <о>ла /</ сования на выходе замел / //, *' / /. ляющей линии и о>су>с>ния отраженной от нагрузки волны внутренняя обратная <г<' связь отсутствует. Когда происходит взаимолсйс>нне электронов с Рнс. 32.4. одной н> одра>ных ярос>рнк<шш<ых >арш>инк, нрк уело>ши раасистаа фазозой скорости лш~ши <>бра>ноя ио/инг и скор<и >и элгк>ронни но величине и наиршлгнив>, фю<шая <коро< >ь налим нр<мнноноложна но направлению >руншшой скора< >и зо>шы и чн<)ния >юлим Расирог>раняется н нанр;шленки, и)ицнвпполоаоюм наирюиюпик> д>игл<ения электронов, т. с.
о> ко/>/>ек>ора к катоду. ))временная составля>ощая электронно>о иом>ка, как и в цредыдущем случае, будет нарастать от катода к коллектору, а высокочастотное иоле линии будет изменяться но противоположному закону. Оно будет минимальным у коллектора и максимальным у катода. У последнего и будет накалиться высокочастотный выход усилителя (рис. 32А, 6). В последнем случае даже .при идеальном согласовании на концах замедляющей линии н отсутствии отраженных волн имеет место внутренняя обратнан связь. Наличие ее можно объяснить следукацим образом. Если в пучке, скорос>ь которого равна по величине и направлению фазовой скорости обратной пространственной гармоники, возникает вследствие тех нлн иных причин модуляция пло>ности пучка, уплотнения электронов, взаимодействуя с обратной волной, вызовут распространение высокочастотной энергии по направлению к катоду, что в свою очередь увеличит модуляцшо электронного пучка, вследствие чего снова возрастет интенсивность высокочастотного поля, и т.
д. Таким образом, в отличие от усилителя с прямои волной в усилителях с обрат)!Ой волной всегда имеет место внутренняя обратная связь даже при о)сутствни отраженных волн. Поэтому усилитель обратной волны' может функционировать только в том случае, если плотность электронного пучка меньше Определенного значения, соответствующего условиям Иоддержания колебаний (самовозбуждения) за счет взаимодействия с обратной волной. Обычный усилитель с одиороднои спнрално представляет собой усилитель с прямои иолнои. В носа»лн« иргмя находя) ишрокое прим<ив««угнан<<ли г нрямоя «ошон (рыг.
32,5) и обра))шя нолнои 1 " <г.и Ц 4 Ча Л 4 а) 64 А.' Л -Р <)ч<) Рнс. 32,5. (рнс. 32.6) с неоднородными замедляющими системами Л. По внешнему виду схемы этих типов усилителей похожи. Вход и выход усилителя обратной волны меняются местами относительно усилителя прямои волны. В свою очередь кая<дыи нз этих типов усилителей может характеризоваться двумя различными способами группировки электронов.
В первом случае (рнс. 32.6, а и 32.6, а) электронный пучок, пройдя ускоряющую разность потенциалов Ум движется затем в пространстве взаимодействия, в котором отсутстх )г2г вуюг постоянные поля. Скорость электронов т)а — — 1уг — Ц,пропорциональна корво квадратному из ускоряющего потенциала. В лампах этого типа одна и та же компонента высокочастотного поля, а именно продольная компонента, производит группировку электрон- .ногО потока, создавая в ием уплотнения электронов, и участвует в энергетическом взаимодействии с этими уплотнениями. Таким образом, здесь мы имеем процессы, анало~ичные процессам, происходящим в клистронах, отличзюшиеся, однако, от последних непре- .
674 УстРОйстВА ОВЧ с нвпРВРыиным ВВАнмодзисгВНВм (гл. 32 ф 32.6) гвнаРАтОРМ пРЯмОЙ н ОВРАтнОЙ ВОлны 616 рывным характером взаимодеисгння. Во в)ором случае (рнс. 32.6, б н 32.6, б) электроны движутся «се время и скрещенных электрическом и магнитном полях, причем эл<к)ронпыи поток перемещается перпендикулярцо к электрическому и м;и ни)ному полям. Как и в случае магнетрона, движение э,«кгр<н«в, обуслоилввос наличием взаимно перпендикулярных нолги Г и И, ««)ои! «з щн)молипейного переносного движения с нос)ов«ши у)!)1)о<.<ь«> В„, и Яр она)<львно , движения с угловой с«орос<во и// <ьп == м В отличие от первого случая переносная скорость электронов линеино зависит от напряжения.
Поперечная компонента высокочасто~но~о электрического поля ускоряет электроны в тех точках прос)рапстиа„ в ко<орых оиа и данныи момент совпадаег по напр и<лен<в) <' но< )овншм ге««грнчг< «им но «и, и п>рмочи< эх< к! рань! и !Рл ывлл» )цн«!<>н!<1)м. ««<)!<>Йы» <нв пв!Рв)<из иро!пионов ЛОИОН> И «1 О<««Ч> <1 <<11, <Ь У«1«< 1!»Нн<, 1<1«НМ <)<>Н;1 «И<, <!)1.)О<!У<О 1!>унн<ц>о!!«)' '1! 11щинц! и <!)аги<)яуя 1«)чу1чцнн )во>в«)и 1ц))ока их.
Про«вьн,в ш>чнон н)а ьы оьо ы )о)н<н и в> в )лм»а)швиц»'И лншн) «!<ими н иг мпг) <, ю)в!)н;)пвми 1«к<ион!)«, и и<мул«)а)е чв о п<«вав ы и н)!!)С)!в>щв )и> нв !!Оса<Анни !Нн угнан)елея на)ыьн<ы им<и'Аа магигП«>иным усиля)гаем. Если и усиля)елях с примой нолнои обычно применяют линии с малои дисперсиеи, добиваясь при помощи широкополосных переходов отсутствия отраженных волн и внутреинеи обратной связи, то в усилителях с обратной волной, как уже отмечалось, всегда имле)ся внутренняя образная связь особого рода н сравнительно небольшая дисперсия линии приводи! к гому, что усилители с обратной вОлной име)ог узку)о полосу проиускання. ф 32.6.
Использование парастаимцаи волин Для генерирования. Генераторы примой и обратной волны. Если с выхода замедляанц< и < «< )гмы и <ь вл< оаочас)о)пг>и эинр) ии будет подаваться <в <>г ию«! ч р<:1 в иь оорамн>И сия<ш и при агом будут выполни)в я п<ла,клвв у<ввня !)ля <~>аз и амплитуд, мы получим генера<ои < и"ир рыиным !тишин)еяггии»м. При агом можно осуществить либо <ль «лиань;н»я в«"винно обрагнун> связь через внешшою линии,,ннв «ну)6<1«ноо обратную связь за счет наличия ограженнои но)вы и <алии гну<<'ме, либо, наконец, внутреннюю обратную связь во<«н<) Ш> <а, обусловленную взаимодействием электронов с обран«И в )и И.
1!<об»о,п)ч 1 <))ме)и)ь нр!вципнальное отличие ! енераторон с ненрсрьвным «впмодсис)«ием ог генераторов с прерыаным ':я:..',,'''" взанмодея< гни» и. Напр«и *р гаких, как клисхроны. Если в клнстропах применяянся резонансные системы досга)очно Высокоа 676 гстгоаптвл свч и нвнвнгывным вэьимодвйетвнвм )гл. 32 добротности, то в генераторах, используюп>кх непрерывное взаимо-, действие' электронного потока с бегущей электромагннтной волной, резонансные Системы отсутствуют. Как,уже отмечалось ранее, отсутствие селектнвных элементов с высокой фикснруЮщей способностью в обычных генераторах прйводнт к ухудшению стабмвьности частоты при изменении пнтакацнх напряжений.
Параметры резонансной системы влияют также на .эффективность электронной настройки генератора, и последняя ограничена' высокой добротно,'стью колебательной системы. Поэтому можно ожидать, что генераторы с непрерывным взаимодействием в отно>ненни стабильности частоты и возмо>киостеп электронной настройки могут существенно отлила>ься о> растко>ршиисх раас >шиш >свора>ор<ш сверхвысоких частот. Сопоставляя свойства различных ><нера>оров с непрерывным взаимодейс>вием, мы обра>им особое ииинаиие иа эги вопросы. а) Геиера горы с прямой полной, .)д этих ге>юра>орах.,"' используется обычно внутренняя обратная 'связь аа счет. отражен- ':: ной >от конца линии полны., В случае.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
