ГРУППИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРOНОВ

Преобразование электронного потока, модулированного по скорости ВЧ электро-магнитными полями, в модулированный по плотности поток с периодически следующими уплотнениями электронов (сгустками электронов). Используется в СВЧ приборах для обеспечения эффективного взаимодействия электронов с электро-магнитными полями при преобразовании кинетической энергии электронного потока в энергию электро-магнитного поля или при обратном преобразовании в ускорителях заряженных частиц. Наилучшее преобразование реализуется при таком Группировании электронов, когда плотные сгустки электронов с достаточно малым разбросом скоростей фазируются в оптимальном тормозящем (в случае преобразования энергии потока в энергию поля) или ускоряющем (для противоположного процесса) ВЧ поле.

Различают Группирование электронов двух типов: силовое и инерционное. При силовом группировании образование сгустков электронов происходит непосредственно под действием электро-магнитного поля одновременно с модуляцией электронного потока по скорости и энергообменом электронов с этим полем. Группирование такого типа характерно для ламп бегущей волны, ламп обратной волны, магнетронов и других СВЧ ЭВП. Инерционное Группировании электронов происходит в области пространства, называемым участком дрейфа, в которой отсутствует ВЧ поле и которая отделена от области, где происходят скоростная модуляция и энергообмен. Такое группирование имеет место, например, в клистронах. Возможно сочетание обоих типов (в клистронах с распределённым взаимодействием, мазерах на циклотронном резонансе).

Качество Группирования электронов, определяющее эффективность взаимодействия электронного потока с ВЧ полем, связано с характеристиками формируемых сгустков электронов: количеством электронов в сгустке, плотностью сгустка, распределением скоростей. Количественными показателями качества группирования являются, в частности, амплитуды «гармонии тока», равные коэффициентам разложения плотности конвекционного тока в ряд Фурье, нормированным к постоянной составляющей. Образование плотного сгустка электронов - нелинейный процесс, что проявляется в больших (порядка 1) значениях второй и более высоких гармоник тока. Поэтому Группирование электронов используется также для нелинейного преобразования сигнала, например, в умножителях и преобразователях частоты.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.