1629382528-e201d89ff59dd31db5be21dffcf9458a (846429), страница 94
Текст из файла (страница 94)
В резуль>а>е пишгйс>вия высох<по з<пюжи>ельного потенция<>а сетки, прсв<кх<>шпц< го ивы ицкая пзсыпшния, и промежугок между сеткой *ля и аиолим входя> пп><>к васк>ронни постоянной плотности. Постоянное >орликиицсе пол<, э<ого п1и>межу>кв, обусловленное отрицательным иип >щпзлом анода, возвращае> электроны потока обратно к сс»«. Колебательная система присоединяется обычно между сеткой и юи>лом. В э>ом промежутке получается совмещение процессов модуляции, преобразования потока и отдачи. Сравнительно большие зпачсшп> у».а >йч>лега в промежутке сетка — анод н наличие в нем ' высокочзс> о > ного ноля затрудняют получение достаточно эффективной фазоиой группировки электронов, и поддержание колебаний и генераторе >ормозящего поля происходит главным образом аа счет чотсортировьи' электронов.
Процесс отсортировки в данном случае Сводится к тому, что «правильиофазиыеь электроны, попадая в промежуток сетка — анод во время тормозящей фазы высокочастотного напряжения, отдают свою энергию полю н, замедлив свое движение, не достигают анода., Благодаря этому онн могут принять участие 636 пРиБОРИ сВч с пРВРБ[Вным Взтнмодайстзием (ГЛ 30 в нескольких циклах процесса. Неправильнофазные же электроны попадают в ускоряющую фазу высокочастотного поля и уходят сразу же на анод, выбывая, таким образом, из процесса.
Такой механиам поддержания колебаний малоэффективен, благодаря чему коэффициент полезного действия генератора схемы тормозящего поля не Оревышает 1-*-2гуа. Несмотря на это, схема тормозящего поля не потеряла своего значения н до настоящего времени, о чем свидетельствует ряд появившихся в последние годы работ, посвященных изучению' этой схемы и новым вариантам ее конструктивного оформления. Аналогичные процессы харак>ернзу«н рябо>у так называемого «моно>р!>Па«, или Олшп оп ! урпо> О клнс ! Рппз 1рнс..'П>.12).:->л! « >Рошл здесь полу ш«н ускоррпнс между аа>одом А' и се.>кой Л, ш>мощенной з О>всрсгие >у стенки резонатора й. Все процессы динами- З "1 л ческого управления электронным потоком происходит вну*рн резонатора, В отличие от схемы тормозящего паля здесь отсутствует постоянное тормозящее поле, частичное же воавращение электронов к сетке обусловлено действием переменного электрического поля реаонатора.
Рис. 30.1>. Интересно отметить также, что динамиче- ское управление элок>ронпым погоном может быгь осущес>нлепо и и Рассмо>рспнмх раисе диодах, и глуше работы их прн аподпых напряжениях, бдлшпнх напряженна пасыщсш>я, и при значительных углах пролег». В ЗОЛ. Магнетрон. Впервые магнетрон был предложен Хэллом В 1921 г. Интенсивное развитие теории н техники магнетронных генераторов, обязанное трудам Слуцкина, Греховой, Алексеева, Малярова, Жачека, Постумуса, Окабе, Келлера н др., привело к тому, что в настоящее время они являются наиболее эффективными типами генераторов сверхвысоких частот. Как уже указывалось в главе 28, магнетрон представляет собоп цнлиндрическип диод, помещенный в постоянное магнитное поле.
Анод его делается либо сплошным, либо разрезается на некоторое число сегментов, обычно четное. Аксиальное магнитное поле искривляет траектории электронов, и при некоторон «критическом» значении магнитного поля Н„р э»ектроны возвращаются обратно к катоду, описывая кардиоидальные траектории в случае тонкого катода -а х, '1) и циклоидалы>ые траекторяи в магнетроне с толстым катога дом (рис. 30.13).
Помимо описанных ранее колебаний типа статического отрицательного сопротивления, различазп два основных режима колебаний магнетрона, использующих инерцию электронов и магнвтрон характеризующихся дипамичегким управлением электронным потоком. аГ, Первый режим обусловлен взаимодснс !вием между летящими ог катода к аноду и возвраща>ощимнся абра>но электронамн и радиальным свсрхвыщпсочасто>ным элск>рпчсскпм полем. Практически он испол зус>ся при подключении колеба >сльпой сис >смы между анодом и ка>одом и час>о пазы«ас>ся Режимом злск>роппмх колебапип первого поряд«а илп колебаний п и ло>рош! >и юс>О>ы ( !>а .
режим д«; 1'ис.,'К>, РЛ радиально~о взапчод!.Ис>впя»). (>и мпжс! Н>н >ь мсгы и магно>ропах как со сплоашым, >ак н с разрсзшам аноламп. Второй Рс>аим имеег место >олька В разрсзпых ма>>ш>ронах н обязан взаимодействию между электронами, движущимися в тапгенциальном направлении, и электрическим полем щелей между сегментами («режим танген>~~'.;;~":;:,)>,циального взаимодействия»). Он носит также название режима коф:- леГ>анни типа бегущен волны или электронных колебаний высших порядков.
Заметим, однако, что терминология в : 4!'-: этой Облас>н еще пе пожег считаться устаношиш>сйся и и лн>сра>урс можно зс>рети>ь различные пззнання Оцп! Нвасм>ах прощ>! гоз. У ! 1ссмо>рч пз сщн;Опрашн прпнскпдюцнх в мзгнетронс пр>н>гсг>з>, нбуглшшгппое спвмесыпам г Е Ъ депс>внсм ал>>>трнчсс«>нп и мншпппго полсп на элеи>1ш>п>, карах>ср пх аналогичен >Он>цсссзм, имсшшнм мешо з описанных выше типах генера>пров с динамическим Управлением элекгРон- Ри 31>14 пым пп>оком. В частности, при колебаниях типа цнкло>рппной частоты модуляция скорости электронов, преобразование по>о«а и о>дача энергии электронами происходят в пространстве ме>хду «а>одом и анодом.
Аналогия между этим типом колебаний магие>рона и колебаниями в схеме тормозящего поля становится еще более яспоп, если произвести элемептарнып анализ кинематики движения электронов В магнетроне. Вследствие цилиндрической структуры маш>е>рона эту задачу удобно решать в цилиндрическоп системе координат (рис.
30.14). Для электронов, выходящих из катода с пулевой начальноп скоростью, уравнения движения гл я' ~ я И6'~ лг е Й1 Й! яг Фя йг =' (30.21) где г и 6 — полярные координаты электрона. В связи с тем, что мы интересуемся движением электронов в радиальном направлении, определим, интегрируя эги уравнения, радиальную компоненту скорости элекгропа ,— -',~,",=-~. ~;', --Н"~.'„) "'~1- ',~ „(30.22) '333 пвивогы свч'о пвввывным взаимодвйствивм 1гл.
30: запишутся следующим образом: $30.21 магнвтвон 539 -::!,:: †.,нявливаются и снова начипают движение к аноду. Таким образом, !':;:: они описывают несколько петель траектории, все больше и больше приближаясь к аноду„и и конце концов попадают на него (рвс.
30.10). Многосегментные и многорезонаторные магнетроны, работающие ,~::"". в режиме колебаний типа бегущей волны (электронных колебаний :"":;: высших порядКов) можно также рассматривать как устройства с динамическим управлением электронным потоком и прерывпым взаимодействием. Основанием для подобной трактовки служаки~ характер лвиження электронов, описываю'.ь. 'щих пиклоидальиые траекто- рии и взаимодействующих с где г — радиус анода, и,— потенциал точки, находящейся на расстоянии г от катода. При наличии Н=Н„, т.
е. критического значения магнитного поля, радиальная компонента скорости электронов ц..ая/ива обращается в нуль у самого анода и электроны возвращаются к катоду. В этом режиме вычисленная Ф по формуле (30.22) кривая изменения и, будег иметь вид, показан- и ' " 1010 1'зссма ~ ривая э ~ у кривую, можно разлели~ь пусть электронов от када тода к аноду на две основные зоиьп чл йд йа дд а р зону ускоряющего поля, соответст- вующего возрастанию радиальной Рис. я1,15.
скорости (ОА), и зону тормозящего поля (АВ), соответствующую уменьшению скорости и,. Это изменение радиальной компоненты скорости электрона вызвано действием постоянного магнитного поля и учитывается вторым членом выражения (30.22). Таким образом„ постоянное магнитное поле играет в сплошном магнетроне ту же роль, что постоянное тормозящее поле в схеме тормозящего поля, обусловливая возвращение электронов. В колебательном режиме первого типа преобладание правильнофазных элекзронои обеспечивается за счет отсортировки неправильиофазных электронов.
Последние, выходя из катода, движутся к аноду в положительный полупериод высокочастотного поля и, отбирая от высокочастотного поля энергию, возвращаются на катод. Правильнофазные электроны движутся к аноду в отрицательный полупериод высокочастотного поля, отдают полю часть своей энергии и поэтому при обратном движении, не доходя до катода, оста- рис. 6636. Рис. ао.17 высокочастотным электрическим полем, которое можно представить локализованным у щелей анода, как показано на рис. 30.17. Радиальная компонента высокочастогного электрического поля в данном случае оказываю влияние на тангенциальиое лвижение электрошю, спгц1Ь ~ит» ийпщ гсУ, аналогичному модУляции скорости, и обеспсчивля ипгтгпгппюп ~руипк1пшку элскчрппоя и их движении вдош, иг1чпиира липла.
'.-)~о пбги~я~ельсчио позволяет о~влечься от радиальных ирппчсгпв и апниогпмси аппп мзгпегроие, кочорыЕ, не- ' -,1:" смотря ил их вя~кипсгь, гирзюг зспомпгагсльиую роль, и сосредоточим, м~ внимание ю ~аигсициальзых процессах. Рзссмотрнм взаимна йгишс элеи~ревев с гапгснциальиой компонентой электричсск~пп поля пылей для наиболее распространенного случая работы мыш ~рона и гак называемом я-виде колебаний. Последний характерилуг пя им, ио колебания в соседних щелях отличаются по фаае на л, з электрическое поле в пространстве взаимодействия имеег вил, показанный па рис. 30.18, на котором цилиндрический ф магие~ров с ~плггым катодом развернут в прямолинейный. В этом случае элск~1чщы, проходя мимо щелей, взаимодействую~ с тангенциальппй кпапиюептой поля щелей и можно считать, что процессы модуляции элскгроиного потока и отдачи энергии локализованы возле щелей, з движение электронов мимо сегментов — рассматривать как движение и пространстве преобразования.
Для того стобы 640 пРиБОРы сВЧ с ПРВРыВиым Взлимодвйствивм (гл» 30 ' '% З0.2! 541 магнвтРОН взаимодействие электронов с полем щели давало положительный, в смысле отдачи энергии электронов полю, аффект, необходимо собл!Одеиие условий синхронизации, заключающихся в том, что электроны, попадающие в тормозящее тангенцнальнае поле одной щели, должны проходить и мимо других щелей, когда поле в иих тоже Днпг РУАЙФУЙЙЬ МЯЛ:маящМ4ЯЙ$7йУййЫ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
