Стр.1-51 (Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Том 2 (1972))

бфО.З1 лзз УДК 621.385. 6(075 . 8) Лебедев И. В. ЛЗЗ Техника и приборы сверхвысоких частот. Т. П. Электровакуумные приборы СВЧ. Под ред. Н. Д. Девяткова. Изд. 2-е, переработ, н доп. Учебник для вузов по специальности «Электронные прн. боры», М., «Высшая школа», 1972. 376 с. и ялл. В книге рассматриваются физические основы электроники сверхвысоких частот и описываются основные типы современных электровакуумных приборов СВЧ: триоды, пролетные и отражательные кли. стропы, лампы бегущей и обратной волны типа О, генераторы и усилители М-типа, а также газоразрядные приборы СВЧ. Книга предназнзчена в качестве учебника для студентов энергетических, электротехнических и радиотехнических вузов, а также может быть полезна инженерно.

техническому персоналу промышленности и научно-исследовательских учреждений. 6Ф0.31 3 — 3 — 12 98-72 Рецензент — Зав. кафедрой электрофнзических установок Московского инженерно-физического института, доят. техн наук проф. Вальднер О. А. СОД Е Р Ж А Н И Е Стр 5 5 7 Предисловие ко второму изданию Из предисловия к первому изданию , Г л з в а п е р в а я. Введение 4 1.1 Особенности электровакуумных приборов сверхвысоких частот 7 4 1.2. Развнтиеметодовгенернрованяяи усиления колебанийСВЧ 8 Г л а в а в т о р а я. Общие вопросм влектроники сверхвысоких частот !1 4 2.1.

Исходные предпосылки . . . .. . . .. . . .. 11 4 2.2 Время н угол пролета электронов . .. . .. .. . . . !6 4 2.3. Прохождение тока через электронные приборы при сверхвысоких частотах. Уравнение наведенного тока . . .. . 22 4 2.4. Отбор энергии от электронного потока . .

.. .. .. . 31 4 2.5. Методы управления электроннымн потоками на сверхвысоких частотах 43 4 2.6. Колебания в триодах с положительной сеткой Генератор тормозящего поля 48 6 2.7 Проводимость зазора, пронизываемого электронным пото. ком. Монотрон и диод, генерирующий колебания .... 51 4 2.8. Управление электронными потоками скоростной модуляцией 57 4 2.9. Волны в электронных потоках............. 69 Г л а в з т р е т ь я. Общие вопросы электронных генераторов н усилителей СВЧ .

75 4 3.1. Эквивалентная схема генераторов с резонансной колебательной системой. Электронная проводимость . .. . .. 75 4 3.2 Применение электронной проводимости для определения амплитуды и частоты генерируемых колебаний . . . .. 78 4 З.З Роль внешней нагрузки в работе генераторов и усилителей СВЧ резонансного типа 86 4 ЗМ. Особенности работы приборов СВЧ с нерезонансной колебательной системой 97 $3.5.

Требования к генераторам н усилителям сверхвысоких частот . 99 4 3.6. Обзор типов генераторов и усилителей СВЧ....... 105 Гл а в а ч е та е р т а я. Триоды и тетроды сверхвмсокнх частот .. 108 4 4.1. Общие замечания !08 4 4.2. Электронные процессы в режиме малых амплитуд . . !1О 4 4.3. Особенности работы триодов СВЧ в режиме больших амплитуд 113 4 4.4. Колебательная система триодных генераторов и усилителей СВЧ !19 6 4.5. Вопросы конструирования триодов СВЧ . .. . . .

. . . 124 4 4.6. Тетроды сверхвысоких частот . . .. .. .. .. . . . . 126 4 4.7. Применение триодов и тетродов СВЧ . . . . . . . . . . 127 Г л а в з п я т а я. Клистроны 129 5.1. Общие вопросы 129 5.2. Кинематическая теория группировки электронов при использовании преобразования методом дрейфа . .. . , . 13! $5.3. Двухрезонаторные клистроиные усилители . .. .

. . . 142 й 5.4. Двухрезонаторные клистроиные генераторы и умножителн частоты . 149 4 5.5. Многорезонзторные пролетные усилительные клистроны 154 6 5.6. Типичные конструкции и параметры пролетных клистроиов 168 4 5.7 Отражательные клистроны 172 Сир, 4 5.8. Электронная н механическая настройка отражательных клнстрояов 188 6 5.9. Вопросы конструнровання отражательных клнстронов ..

196 4 5.10. Применение отражательных клнстронов ........ 200 Г л а в а ш е с т а я. Лампы бегущей волям тнпа 0......,... 204 4 6.1. Общие вопросы. Принцип действия ЛБВ типа О...., 204 6 6.2. Линейная теория уснлнтельной ЛБВ тяпа О ....... 207 6 6.3. Влияние пространственного заряда на работу ЛБВ ...2!8 4 6.4.

Параметры н характеристики ЛБВ типа О ....... 220 4 6.5. Вопросы конструирования ламп бегущей волны тнпаО .. 232 4 6.6. Лампы обратной волны типа О ............ 242 4 6.7. Тяпнчные конструкции и параметры ламп обратной волны 252 4 6.8. Каскадные усилители типа О.......,...... 255 Гл а в а се д ь м а я. Электронные приборы СВЧ со скрещеннымн полямн . . 256 4 7.1. Магнетронные генераторы.

Общие вопросы........ 256 4 7.2. Движение электронов в статическом магнетроне..... 257 4 7,3. Свойства многорезонаторной колебательной системы магне. троных генераторов . 265 4 7.4. Движение электронов в пространстве взанмодействня магнетронного генератора 278 4 7 5, Условия самовозбуждення многорезонаторного магнетрона 282 4 7.6. К. п. д. магнетрона 288 4 7.7.

Рабочие н нагрузочные характеристики магнетронов .. . 293 4 7.8. Вопросы конструирования магнетронов . . . , . . ., . 2ш» 4 7.9. Импульсный режим магнетронных генераторов..... 306 4 7.10. Лампы прямой н обратной волны М-тнпа ...,.... 309 4 7.11. Усилители М-тяпа с эмнттнрующим отрицательным электродом.

Платннотроны . 319 4 7.12. Генераторы н уснлнтелн, нспользующне цнклотронный резонанс . 332 а а в о с ь м а я. Газоразрядные приборы сверхвысоких частот 338 6 8.1. Свойства электронно-нонной плазмы прн сверхвысоких частотах ... 338 4 8.2. Газоразрядные антенные переключатели. Резонансные разрядники 346 $8.3. Вопросы конструирования резонансных разрядников... 354 4 8.4. Прочие типы газоразрядных приборов СВЧ ....... 361 Глава девятая.

Заключение. 365 Литература . 369 Алфавитный указатель . 372 пиедислопие ко ВторомУ изддиию За время, прошедшее после выхода в свет первого издания настоящей книги, продолжалось успешное развитие СВЧ электроники. Значительно выросла также подготовка инженеров высшими учебными заведениями. Учитывая опыт использования первого издания этой книги, мы сочли возможным сохранить ее общую структуру также н во втором издании, предлагаемом теперь в качестве учебника. С учетом требованнй к объему книги сокращены разделы, посвященные ранним тяпам электронных приборов СВЧ.

Часть материала по менее распространенным типам приборов переведена в петит. Наряду с этим более полно отражены новые приборы, получившие наиболее широкое прнмененне в технике. Мы полагаем, что эта книга вместе с первым томом, выпущенным вторым изданием в 1970 г. н посвященным технике СВЧ, будет способствовать улучшению подготовки специалистов для отечественной электронной техники.

Сентябрь 1969 г. Н. Я. Яевяшков ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ Настоящая книга является вторым томом учебного пособия по технике н приборам СВЧ. Первый том этого пособия, вышедший нз печати в 1961 г., посвящен лннейным цепям сверхвысоких частот— волноводам, полым резонаторам, замедляющим системам н другим элементам техники СВЧ. Во втором томе в соответствии с вузовскими программами специальности «Электронные приборы» излагаются вопросы физики, теории н некоторые вопросы конструирования электро- вакуумных прнборов СВЧ вЂ” триодов, пролетных н отражательных клнстронов, магнетронов, ламп бегущей н обратной волны, а также газоразрядных приборов СВЧ. Имеющиеся в книге разделы, посвященные частным вопросам применения, имеют минимальный объем н служат в основном для пояснення н обоснования выбора основных параметров н конструкции соответствующих приборов.

В книгу не включены также полупроводниковые н квантовые приборы СВЧ, представляющие самостоятельные научные н технические направлення. Особенностью данной книги является обсуждение в первых трех главах вопросов, являющихся общими для большинства электровакуумных приборов СВЧ. Такое изложение подчеркивает единые фн- зические основы существующих приборов и должно обеспечить лучшее понимание принципов работы и теории вновь появляющихся приборов СВЧ.

Описание основных типов приборов ведется по наиболее установившейся на практике классификации. Конечно, и в принятом изложении сходные по некоторым признакам приборы не всегда оказываются объединенными в один и тот же класс. В тексте книги по этим вопросам имеются достаточные пояснения. Материал книги изложен в предположении, что читатель знаком не только с основами техники СВЧ, изложенными в первом томе [11, и основами электротехники н радиотехники [2 — 4[, но и с принципами обычных электровакуумных приборов [5 — 6!. При изучении материала представляется полезным также ознакомление с общими принципами радиолокации [7[.

Книга не является руководством для разработчиков отдельных типов приборов СВЧ. В настоящее время для углубленного изучения отдельных вопросов читатель должен обращаться к имеющейся отечественной [8 — 39) и иностранной [40 — 541 литературе, часть которой имеется в русском переводе. Особенно большую роль при этом должно играть регулярное изучение периодической литературы.

Мы полагаем, что настоящая книга, в которой систематизирован самый необходимый материал, окажет помощь студентам специальности еЭлектронные приборы». Книга будет полезна и для студентов смежных специальностей, а также для молодых инженеров и других работников, самостоятельно изучающих эту отрасль техники. Октябрь 1962 г. Н. Д. Девягпков ГЛАВА ПЕРВАЯ ВВБДВНИВ й «Л ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ Электровакуумные приборы, предназначенные для работы в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ), занимают особое положение среди современных электронных и газоразрядных приборов.