МАГНЕТРОННОГО ТИПА ПРИБОРЫ

Класс электровакуумных СВЧ приборов, преобразующих энергию источника питания в энергию СВЧ колебаний, в которых группирование электронного потока и его взаимодействие с электро-магн. полем СВЧ происходит в пространстве, где постоянные электрич. и магн. поля перпендикулярны друг другу и направлению фазовой скорости замедленной СВЧ волны. Иногда М. т. п. называют также приборами со скрещенными полями. Исторически первым прибором этого типа явился магнетрон (отсюда и назв. целого класса приборов с аналогичным принципом действия).

В М. т. п., в пространстве взаимодействия между катодом и анодом за счёт внеш. источников существуют статические электрич. и магн. поля. Из-за совместного действия силы электрич. поля и силы Лоренца электроны в М. т. п. движутся по сложным траекториям, но с определённой ср. скоростью. Если составляющая ср. скорости, характеризующая переносное движение электронов, равна фазовой скорости СВЧ волны вдоль замедляющей системы (условие синхронизма электронов и волн), то электрич. СВЧ поле группирует электроны в «спицы» пространств, заряда и тормозит большинство электронов, отбирая у них энергию, полученную от статич. электрич. поля (отсюда возможность М. т. п. усиливать и генерировать СВЧ колебания). Эл-ны, достигая анода, имеют кинетич. энергию, много меньшую той, которую они получили от источника питания.

Это обстоятельство обусловливает высокий кпд М-типа приборов (80-90%), хотя на аноде (коллекторе электронов) и имеют место потери. Бомбардировка анода электронами и его нагрев налагают дополнит, требования к конструкции замедляющей системы М. т. п. Незначит. доля электронов, оказавшихся в ускоряющем СВЧ поле, под действием силы Лоренца возвращается на катод ( обратная бомбардировка катода) в самом начале своего движения, что приводит к дополнит, нагреву катода и вызывает вторичную эмиссию электронов, обусловливая возможность получения плотности тока с катода до 100 А/см2. Высокая плотность тока с катода, а также возможность использования сравнительно больших поверхностей катода и пространств, заряда значит, плотности позволяют получать с помощью М. т. п. колебания высокого уровня мощности (до 10 МВт и более в импульсном режиме) при сравнительно небольших анодных напряжениях (ок. 45 кВ) и малых размерах приборов.

В зависимости от назначения различают М. т. п. усилительные (см. Магнетронного типа усилитель) и генераторные (магнетрон, ниготрон, сгабилотрон, карматрон и др.). По форме используемого электронного потока М. т. п. делятся на приборы с разомкнутым электронным потоком (например, дематрон) и приборы с замкнутым (кольцевым) электронным потоком (магнетрон, амплитрон и др.); по способу введения электронного потока в пространство взаимодействия - на приборы с инжектированным электронным потоком, формируемым магнетронной пушкой (ЛБВ М-типа, магнетрон, настраиваемый напряжением), и приборы с катодом в пространстве взаимодействия (магнетрон, дематрон, амплитрон). Кроме того, в зависимости от взаимной ориентации направлений движения электронного потока и распространения энергии усиливаемой волны М. т. п. разделяются на приборы прямой, обратной и поперечной волны.

В первом случае эти направления совпадают (ЛБВ М-типа, дематрон), во втором - взаимно противоположны (амплитрон, ЛОВ М-типа, карматрон), в третьем - взаимно перпендикулярны (такие М. т. п. не получили широкого распространения).М. т. п. многофункциональны, успешно работают в импульсном и непрерывном режимах, в широком диапазоне длин волн (от метровых до миллиметровых), имеют широкий диапазон механич. и электронной перестройки частоты (5-100% от ср. частоты). Приборы этого класса применяют для генерирования и усиления электро-магн. колебаний в радиолокационных, навигационных и радиоастрономии, системах, телеметрич. и метеорологич. устройствах, устройствах космич. связи, а также в линейных ускорителях, медицинской, бытовой и пр. аппаратуре.

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