Отражательный клистрон

Электровакуумный СВЧ прибор, предназначенный для генерации СВЧ колебаний малой мощности (от единиц мВт до единиц Вт); разновидность клистрона. В Отражательном клистроне электронный поток, сформированный электронной пушкой и ускоренный полем пост, напряжения между катодом и объёмным резонатором (ОР), попадает в ОР, где взаимодействует с СВЧ полем.

В результате скорости электронов в потоке периодически изменяются. При дальнейшем движении между ОР и отражателем, потенциал которого отрицателен относительно катода, ускоренные электроны (пролетающие ОР в ускоряющий период СВЧ поля) и замедленные (попадающие в тормозящее поле резонатора) тормозятся, изменяют направление движения на обратное (отражаются) и к моменту возврата в ОР группируются в сгустке около "центрального" электрона, пролетающего ОР в прямом направлении при изменении СВЧ поля с ускоряющего на тормозящее. При этом ускоренные электроны подойдут к отражателю ближе, чем неускоренные (центральные), в то время как замедленные электроны повернут к резонатору по сравнению с центральными на большем расстоянии от отражателя. Отрицательное напряжение отражателя выбирается таким, чтобы эти периодически формирующиеся сгустки электронов попадали в тормозящий (для обратного движения) полупериод СВЧ поля и отдавали ему часть своей кинетической энергии. Таким образом, в Отражательном клистроне реализуется положительная обратная связь по электронному потоку, обеспечивающая возможность самовозбуждения СВЧ колебаний в ОР (начальное напряжение в ОР возникает благодаря флуктуациям катодного электронного тока). Электроны, вылетающие из ОР в течение полупериода, когда напряжённость СВЧ поля меняется от максимально положительной до максимально отрицательной, не группируются, а рассеиваются, возвращаясь в резонатор почти равномерно в течение целого периода.

Существует оптимальное значение напряжения отражателя, которое соответствует движению сгустков в ОР при максимуме тормозящего поля. При этом энергия, отдаваемая сгустками СВЧ полю, максимальна, а время движения центр, электрона из ОР к отражателю и обратно равно периодам СВЧ поля (п - целое число). При изменении напряжения отражателя изменяется время движения электронов между ОР и отражателем; в результате сгустки возвращаются в ОР не в максимум поля и отдаваемая ими энергия уменьшается, уменьшаются амплитуда СВЧ поля, группировка электронов, выходная мощность. Интервалы напряжения отражателя, соответствующие СВЧ колебаниям в ОР, называются зонами генерации или самовозбуждения, а число п - номером зоны.

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