Электровакуумные приборы магнетронного типа
Схемы распределения напряжений в ЛБВ и ЛОВ типов М аналогичны. Группировка электронов и процесс образования переменного тока, а также взаимодействие электронов с СВЧ полем происходит у ЛОВ таким же образом, как и в усилителе прямой волны. Поперечное СВЧ поле осуществляет группировку электронов в тормозящей фазе поля. Энергия электронов преобразуется за счет продольного компонента. Энергия электронов преобразуется за счет продольного компонента СВЧ поля. Электроны, передающие энергию полю, теряют свою потенциальную энергию, и приближаются к замедляющей системе, сохраняя продольную скорость постоянной, и в среднем равной 
. Таким образом, ЛОВ типа М присущи все принципиальные особенности, характерные для приборов со скрещенными полями: взаимодействие при полном синхронизме, передача потенциальной энергии и как следствие высокий КПД. Кроме того ЛОВ типа М обладает важным в практическом отношении свойством, отличающим ее от приборов типа О, - так называемой “линейностью” частотной характеристики. В приборах типа О скорость электронов, а следовательно, и частота пропорциональны 
, т. е. являются нелинейной функцией ускоряющего напряжения. В приборах типа М скорость электронов пропорциональна 
, т. е. частота, если работать в линейном участке дисперсионной кривой, будет являться линейной функцией ускоряющего напряжения. Во всяком случае, при прочих равных условиях в ЛОВ типа М тот же диапазон электронной перестройки осуществляется значительно меньшим изменением напряжения, что является немаловажным для практического использования. В [1] проводится расчет основных характеристик ЛОВ типа М плоского варианта. Учет цилиндричности конструкции не вносит принципиальных изменений в теорию.
3.2 Пусковые условия в генераторе обратной волны типа М
Если заданы длина лампы и ускоряющее напряжение, то анализ пусковых условий ЛОВ должен дать ответ на два основных вопроса: при каком токе возникнут колебания и какая при этом установиться частота. Линейный анализ, проведенный в [1] дает следующие результаты. В лампе обратной волны может возбудиться только такая “горячая” волна, которой соответствует “холодная” волна с фазовой скоростью, равной скорости пучка, т. е. при полном синхронизме (b=0). При этом генерация возможна не при любых значениях параметров, т. е. появляются зоны генерации:
(19)
где n=1, 2, 3, … - номер области возбуждения. Поле в любом сечении, имеет вид:
(20)
где L – длинна лампы, а z – расстояние от выходного конца лампы. Амплитуда поля распределена вдоль лампы по косинусоидальному закону, причем, характер распределения амплитуды поля в лампе, зависит от номера области возбуждения. Но при этом для любого вида колебаний фазовая постоянная распространения полного поля 
одинакова для всех зон генерации. Т. е. скорость распространения полного поля при любом виде колебаний одна и та же и равна средней скорости пучка. Таким образом, любому виду колебаний соответствует одна и та же генерируемая частота.
Рассмотрим, теперь, вопрос о пусковом токе в ЛОВ типа М. Для этого воспользуемся условием (19), подставляя в него выражение 
.
(21)
Для первой области
(22)
и для высших областей
(23)
Эти результаты были получены без учета пространственного заряда. Учет этого заряда настолько усложняет картину полного поля в ЛОВ, что исследование пусковых условий в аналитической форме становится невозможным и может быть проведено в частных случаях путем численного расчета.
3.3 Усилитель обратной волны типа М
Если к коллекторному концу ЛОВ, находящейся в достартовом режиме, подвести небольшой высокочастотный сигнал, ЛОВ превратиться в усилитель обратной волы (УОВ). Такой усилитель обладает рядом ценных свойств:
1) наличие положительной обратной связи обеспечивает высокий коэффициент усиления;
2) усилитель достаточно узкополосен, причем ширина полосы усиления может изменяться электронным способом;
3) усилитель перестраивается электронным способом в широком диапазоне частот, обусловленном полосой пропускания системы.
В [1] показано, что коэффициент усиления однокаскадного УОВ, в децибелах равен:
(24)
А полоса пропускания усилителя:
(25)
где 
- частота, соответствующая синхронизму (b=0). А 
- изменение параметра синхронизма, в пределах которого G падает на 3
.
Серьезным недостатком однокаскадного усилителя обратной волны является то обстоятельство, что большие коэффициенты усиления могут быть достигнуты при токах луча (потока электронов), близких к пусковому. Это приводит к нестабильной работе УОВ, особенно при попытках перестройки в широком диапазоне частот. Другим отрицательным свойством УОВ является возможность паразитной обратной связи из-за отражения во входном и выходном трактах.
Недостатки УОВ могут быть в значительной степени ликвидированы при использовании двухкаскадного усилителя обратной волны (КУОВ) рис.9.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7