Электровакуумные приборы магнетронного типа
Где 
- амплитуда СВЧ напряжения на конце замедляющей системы.
(16)
Где 
- вспомогательная амплитудная функция, а 
- нормализованная длина. На конце замедляющей системы 
, на входе
. Тогда из (15) и (16) нетрудно получить:
(17)
Уровень входного сигнала в децибелах, относительно величины 
, равен:
(18)
На рис. 6 приведены кривые при изменении q от 0 до 10 для значений D=0.1, b=0, K=-30, 
, отношение удвоенной толщины пучка, к расстоянию между замедляющей системой и основанием 0.1, 
- параметр расталкивания для электронного пучка бесконечного сечения равный 0 при отсутствии влияния объемного заряда, и 0.5 при значительном его влиянии, 
- плотность потокапучка электронов.
В начале амплитуда волны слабо меняется, затем темп изменения амплитуды увеличивается. В этом случае электроны начинают достигать поверхности замедляющей системы и, двигаясь в сильном поле, интенсивно обмениваться энергией с волной, резко увеличивая амплитуду последней. При дальнейшем движении, электроны пучка выходят на анод, и темп изменения амплитуды резко падает. И амплитуда стремиться к постоянной величине.
Как видно из Рис.6, влияние объемного заряда уменьшает влияние нормализованной амплитуды, и требуется дополнительное увеличение нормализованной длины q для получения того же значения величины нормализованной амплитуды.
Объемный заряд, также влияет на коэффициент усиления G и на К.П.Д. с увеличением 
, наблюдается небольшое увеличение коэффициента усиления, и значительное падение К.П.Д.
Особенности механизма насыщения в лучевых приборах М типа, приводят к своеобразной зависимости коэффициента усиления от входного сигнала рис. 7.
При малых входных сигналах пучок группируется слабо, деформации пучка малы, и пучок движется вдали от замедляющей структуры, где мала амплитуда замедленного поля. Поэтому взаимодействие электронов с полем волны слабо и коэффициент усиления невелик. С ростом входного сигнала группировка электронов возрастает, электроны приближаются к замедляющей системе и движутся в области сильного высокочастотного поля, мощность взаимодействия, выходной сигнал и коэффициент усиления возрастают. Рост выходного сигнала длится до тех пор, пока электроны не начнут выходить на анод в конце замедляющей системы. В этом случае осуществляются оптимальные условия взаимодействия пучка и поля, и коэффициент усиления достигает максимального значения. Дальнейший рост входного сигнала не приводит к увеличению выходной мощности, и коэффициент усиления начинает падать.
2.4 Применение ЛБВ типа М
Полоса рабочих частот в усилителях на ЛБВМ достигает 30 % от средней рабочей частоты и определяется дисперсионной характеристикой замедляющей системы. Высокий уровень собственных шумов исключает возможность применения ЛБВМ для усиления маломощных сигналов. Основное применение эти приборы нашли в качестве мощных импульсных выходных усилителей в дециметровом и сантиметровом диапазоне длин волн. 3 Усилитель обратной волны типа М
3 Лампа обратной волны типа М
3.1 Принципиальная схема ЛОВ типа М, общее описание
Лампа обратной волны типа М представляет собой усилитель, или генератор бегущей волны, в котором электронный пучок взаимодействует с обратной пространственной гармоникой замедляющей системы. При этом, поскольку скорость электронов по величине и направлению совпадает с фазовой скоростью обратной гармоники, групповая скорость направлена навстречу движению пучка, что обеспечивает существование положительной обратной связи.
Рис. 8
Схематическое изображение ЛОВ типа М
Если ток луча (пучка электронов) достаточно велик (больше пускового), система оказывается электрически неустойчивой и склонна к самовозбуждению, на частоте, определяемой скоростью электронов. При изменении ускоряющего напряжения меняется скорость электронов и, следовательно, в соответствии с дисперсионной характеристикой, изменяется и генерируемая частота.
На рис. 8 схематически изображен генератор обратной волны типа М цилиндрической конструкции. Электронный пучок, эмиттируемый катодом, под действием поля управляющего электрода (анода) и магнитного поля, движется по циклоидальной кривой, и в необходимый момент вводится в пространство взаимодействия, образованное замедляющей системой и основанием. После прохождения пространства взаимодействия, электроны попадают на коллектор. Поскольку в ЛОВ СВЧ мощность распространяется навстречу движению пучка, вывод энергии расположен у катодного конца лампы. На коллекторном конце лампы расположен поглотитель, роль которого заключается в поглощении волны, отраженной от вывода энергии. В противном случае в приборе может установиться дополнительная паразитная обратная связь, что приведет к изменению пусковых условий по диапазону, и как следствие, к неравномерности частотной характеристики. Наличие паразитной обратной связи может вызвать также колебания типа прямой волны. Если вывод энергии и последующий за ним тракт согласованы идеально, поглощающая нагрузка на коллекторном конце не нужна. Если вместо поглощающей нагрузки поместить ввод энергии и работать при токах ниже пускового, лампа превращается в регенеративный усилитель.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7