1629382528-e201d89ff59dd31db5be21dffcf9458a (846429), страница 98
Текст из файла (страница 98)
!!олоса пропускання систЕмы заключена яялк!!у !,!кими ч,и !!!!лми (им н ж,), Ляш ко!орых сг!! групповая скорость обр,пи,!г!си и и1л!ч !. е. гыш ко!ирах с1 В пределах полисы ир!юускзпня бузу! лежа!и ыячкн Лд, учзс!кои кришщ, изображенных жирными линиями. Из построении рисунка 31.7 ясно видно, что через различные точки Л„проходят прямые, соединиющие их с точкой (р=0, в=0) пол различным углом наклона!" «! Эгп означает, что фавовая скорость и„= — для различных пространственных гзрмоник булс! различна. Для основной пространственной гармоники ((=.-.11, л„) фззоизч !юг!ванная [» имсс! иаи- ысиьи~РР зна !сиш'.
11.! 1ннупк ! !'поле ииа!Ня, ч!о лля и(и>сграпстпениых !зрм!!пик й: —.. 1. 2 и г. л. (обрз!иыг ирис!раис!пешгые !,!рмоники1 фи.ингам сно1ии яь с!з!и!пляса о!ри!шясльиоп и про!ипоиоли ! нз по изи1!зил! иию ! рупшимяй !порог!н ..Ояи обра !ныс прог!ра!и !ш нные !зри!ишки облзлаао пп!ей!сенькин саоясяиами, кспорые буду! рассмо!рсиы н следу!ощсй главе. рассматривая, кзк изменяеяся угол наклона секущей, проведенной из начала координат к точкзм кривой р =7(ч!), с изменением частоты,можно заметить, что для обратных пространственных гармоник с повышением частоты он уменьшается на всем прогяжении кривой, что свидетельш.вуег о том, что эти прострзнственные гармоники имеют дисперсию только одоп!о шяда. В го же время мох!но заметить, что для прямых прос!раис !ионных яармоиик эяог угол наклона секущей, харак!ори!увмпия гклпчнну фззовой скорости, иа одних участках во!ряс!!!яя, из лру!их -умсншнзегся, а между ними проходи! обласяь посяозшпах значений. Из этого можно ваключить, мо нрчмыс нросгрансыьипгые гармоники могуг иметь различные нилы дпсис!рени (нулеиуяо, нормальпук! и анолгальную).
Долее наглядно мыя можно пронллюстрнровачь при помощи рис. 31.8, а и б, иа ко!'ором представлены дисперсионные кривые различных пространственных гармоник неоднородной замедляющей линии в координатах — =7'(Л) в — -=уя(!.). В отличие от рис. 31.7 здесь рзссматрнвается пример системы, в которой основная волна является обратной. ! Наличие в неоднородных чая!едляющих системах бесконечного количества пространственных гаряюник, обладающих рззличпымн характеристиками дисперсии, имеет большое значение для испольвоианш! э!их систем в усилительных и генераторных устройствах, поскольку в зависимости от требующихся параметров последних всегда х<елшелен тот или иной вид дисперсии волны, взаимодей- Зьмвдляюшив систимы (гл.
31 ф.-ов г о оосвооо»ггойо. »оо ъгвоовгвд-гг) ., ф-ги о 1»о оо ~О«м вогоуг! =гп ' .- ф=.п Й» ф!-о Ослон во го»»м ДЬ Ог ф=-гг о=» 'ф гв »о гкгоогооо ,иоуооомйпын- оооогооооооогв. у/ 'ф=-,7» гЬ К Б; Ру !1ис 31 Х Рис 31.0.
1 <" соз ф = 1 + — 1- 1 Во $ (31.12а) (31.13) Вв = 0 (условие для мв), 11, + — «=0 (условие для в»). (31.13а) ствуюшеи с электронным потокам. Среди большого числа пространственных гармоник, обладакяцих различными характеристиками дисперсии, всегда можно выбрать такую, дисперсия которой близка к требуемая. 1! э~ам о!иопниии пеояиоралиыс ззшллявяиие сне~сны представлккы знз иыельиа болшис возвиш!посге!1, чем однараднЫЕ, и благодаря этому имеют большие перспективы развития.
ф 31А. Методы .расчета неоднородных замедляющих линий, Наиболее строгий путь расчета неоднородных эамелляюших линий заключается в решении уравнений Максвелла с учетом конкретных граничных условии. Однако сложность последних затрудняет решение этой задачи. Поэтому обычно применяют приближенный палевой метод решения, базирующийся на разбиении неоднородная замедляющей линии на две области (области !' и гг на рис.
31.5). При этом предполагают, чта в области г распространяется толька бегущая волна, а в области гг' †стояч волны. Производя методом «сшивания» полей приравниванне компонент полеп просгранств Х и И на границе этих двух областеи или приравнивание комплексных сопротивлений пространства г' и 11, определяют постоянные интегрирования и получают решение для интересуюших нвс волн. Основная неточность этого метода обусловлена трудноетыа рационального определения точек «сшивания» нолей и фактом пренебрежения краевыми эффектами на границах областей.
Другой путь расчета основывается на том, что неоднородные замедляющие линни представляют собой линии типа фильтров и й 31.41 мвтоды гвсчвтл нводноголиых злмвлляюших липин 559 ч в отличие от олнародных линий вссгла имеют верхнюю граничную частоту. Подобная трактовка нсодпоролиых линий связана с характеристиками пропусквния и возможное!ьв~ представления их.зкви. валентными схемами, в которых исолиоролности линии заменяюгея сосредоточснными емкостями и иилув~квиос~ями.
Благодаря этому для получения качественион ка!минн иавслсипя шкисреииииоя кривой и определения полосы ирои(шанин липки виькио иольвша~ься основными соареш!шсииями ~со!иш фплсо1пв. Мо,ьш~ пока»ваги ч~о предсгавлепис:шмслляющс1! линни эквниолсн~ ион ~ хс моп филь ~ ра и;,„'.~!': применимо галька для асиовио1! волны. к' Схему эквивалентного линии фильгра можно ираде!зви~ь в виде мнагозвеннои П-образной или Т-образной фильгруюп!еп цепи Я я !рве. Л 1,1!1, са !~ Ря юнсп и!киюв гиюм ~ и. 1!роволимос ! ями удобнее поль;ища!ься, шм сои!кыиилсиш!ми, ши:кольку чаще рвссмагриваюг параллельпын ре;нижне ~ох или нних ячсск, ири кагором эквивзленп!ая проводимость измеияегся около иу,ш, в !а время как реактивное сопротивление обращается в бесконечность.
Тогда, как это следует из раздела Д, в пределах полосы пропускания липин, показанипп па рнс. 31.9, а, будут лежать частоты, удовлетворяющие условию в грани пи«с частоты получатся ив условия: лля ф:=0 (синфазное возбуждение ячеек) лля ог:.=;:. в (ира~ивофазиае возбуждение ячеек) замвдляюшнк систвмы 1 ма=, * '"~==ма 1' Е.С» ма-а (! ы Ф 1'ис. 31.1О м. Й Рис. 3!31. ьч ьЕ,1+.~ 4 откуда Познакомимся теперь с методикой использования эквивалентных схем филыров на примерах неоднородных линий, показанных нз рисунках 31.5, 6 и и. Щели систем (6) можно представить 'в виде параллельных колебательных контуров, а емкости между торцами выступов и 'нижней плоскостью образуют параллельные проводимости эквивалентного фильтра (рис. 31.1О, а).
8 этом случае полу- Е, с, Ер Еу чае~се фильтр низких частог, дисперсионная кривая которого пока зава на рис, 31.10, б, Для этого фильтра, используя (31.13), имеем Ба=ма, Ск=О и ма=О. Из условия (31.13а) получаем уравнение для определении м„ 1 1 (31,14) «~Е,К.),Г,, С, ' в'!.1,, Как видно из кривой для ф, данный фильтр облздаег нормальной дисперсией. г!оэ!овод с диафрагмами (рнс. 31.5, в) имеет два резонансных элемента, так как каждая ячейка и окна првдставля!от реаонансные системы. Поэтому такая замедляюшая линия всегда является полосовым фильтром, дисперсионная кривая которого показана на рис.
31.11, 6. Применяя, кзк и ранее, для эквивалентной схемы ;::,.:,ф 31.4.) мнтоды' иьсчвта нводногодных зкмадлиюших линий 561 Ф:.. ,' ,.3 рйс. 31.11, и известные соотношения гсории фильтров и полагая ЕаСа ~ Е,С„получаем: (3!. 14) Здесь мы ~акжс имеем слу шп пп1ж~лглкп! лпспгрсии л;ш псшжппп волны замсллшкпьта лапш. Из прпкслшшых иримс1юв видно, ч~о, шшьзуксь мгпи!ом чкиивалепгпых схем и соо1ношеииями геории филыров, можно опспигь качественную картину дисперсионной кривой и провести эдеме!!гарный расчет полосы пропускания для основной волны, что в ряде случаев может представлять знзчительный интерес. Однако полный ::.:",.расчет всей совокупности пространственных гармоник неоднородных замедлшсчцих сисгем может производи~как только па основе строгого решения урзв!юпил Макси«ллз с учетом граничных условии дзппоя системы. ГЛАВА тРИДПАть ВТОРАЯ СВЕРХВЫСОКОЧЛСТОТНЫЕ УСТРОЙСТВА С НЕПРЕРЫВНЫМ В:1АИА1ОДОИ:ТВИИИ Л3 И2.1.
Общие соображения. Основную идею перехода от ущ<ройств с прерывным взаимодействием к устройствам с непрерывным взаимодействием можно поЯспит<ч РассматРиваа энеРгетикУ взаимодействия электронов с высокочастотным полем. Энергия, отдаваемая правильнофазным электроном, движущимся в тормозящем поле зоны 'отдачи, этому полю, определяется произведением напряженности высокочастотного поля на пройденный электроном в этой зоне путь. В устройствах с прерывным взаимодействием процесс взаимодействия локализован в зонах малой длины и эффективность его обеспечивается сравнительно больпюй величиной напряженности иысокочасто<п<и о по ш, дос<Ш аеиОИ за сч«1 пС<И<лЬЗОИаиия Рсзонапсшах сши<см! кол«ба<«ЛЬнмт Сис<«М.
11 ус<рой«таях с пспрорыиНЫм НЛЗИМПЛ«йс<ии«м эЛ«КгриИЫ <СЮИМид<псгиуюг с высокочасто<нЫМ нолем 6«гущей волны, имс!ощим сравнительно малую интенсивность.' В последнем случае эффективность взаимодействия достигается за счет удлинения пути, па протяжении которого' электрон встречает .тормозящее электрическое поле. Из-за наличия резонансных систем устройства с прерывным взаимодействием в принципе являются узкополосными устройствами, в то время как устройства с непрерывным взаимодействием должны быть ц<нрокополосными, так как они не включают в себя в качестве необходимого элемента резонансную систему. В болщпинсгве сверхвысокочастотных приборов с непрерывным взаимодействием электроны взаимодействуют с бегущей волной, распространяющейся вдоль замедляющих систем.
Кроме того, существуют устройства с непрерывным взаиыодейсгвнем иного типа, так называел<ые элекгропноволновые лампы (наприь<ер, диухлучевой усилитель), работа которых базируется на непрерывном изаимодейстзин двух пространственно-параллельных элекгронных пучков, об<гадающих различными скоростями. Здесь мы рзссмотриы основные черты процесса взаимолействия электронов с электромагнитной волной ззмедлякхцих сисгем и использование данногп процесса в усилителях н генераторах сверхвысоких частот. Изучение этого процесса ОБщнв сооББАжвпня й а2.11 ббЗ можно производить двумя путями, пользуясь различными трактовками вопроса. Первый путь основываетси на рассмп<рспии этого взаимодействия с точки зрения эффекта '1ср«нк<ш,!.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
