_WELCOMETO Radioland

Главная Схемы Документация Студентам Программы Поиск Top50  
Поиск по сайту



Навигация
Главная
Схемы
Автоэлектроника
Акустика
Аудио
Измерения
Компьютеры
Питание
Прог. устройства
Радио
Радиошпионаж
Телевидение
Телефония
Цифр. электроника
Другие
Добавить
Документация
Микросхемы
Транзисторы
Прочее
Файлы
Утилиты
Радиолюб. расчеты
Программирование
Другое
Студентам
Рефераты
Курсовые
Дипломы
Информация
Поиск по сайту
Самое популярное
Карта сайта
Обратная связь

Студентам


Студентам > Рефераты > Электровакуумные приборы магнетронного типа

Электровакуумные приборы магнетронного типа

Страница: 2/6

Это уравнения трохоиды - траектории всевозможных точек плоскости, катящейся одним своим фиксированным кругом по прямой (параллельно поверхности катода). Скорость движения центра круга - скорость дрейфа.

Можно выделить два частных случая траекторий:

1) движение по прямой с постоянной скоростью ; (точки совпадают с центром круга), такой вариант движения электронов используется в ЛБВ-М,

2) первоначально покоившаяся частица , будучи отпущенной в свободный полет из начальной точки , совершает движение по циклоиде

, (9)

этот вариант используется в магнетроне. Высота вершины циклоиды достигает , а максимальную скорость, как точка катящегося колеса, электрон приобретает на вершине циклоиды

Во всех случаях средняя скорость дрейфа – “скорость центра колеса” – равна отношению напряженности электрического поля к индукции магнитного. Это и понятно – ведь переход в систему отсчета, сопутствующую “центру колеса”, устраняет электрическое поле, то есть, после преобразования Лоренца над данным электромагнитным полем, электрическое поле вообще исчезает, и движущийся со скоростью дрейфа наблюдатель видит равномерное вращение частиц в однородном магнитном поле.

Благодаря этому вдоль электродов можно создать электронный поток, двигающийся с постоянной средней скоростью , и, если один из электродов – замедляющая система (обычно анод) с такой же замедленной фазовой скоростью, то возможно организовать взаимодействие электронного потока с бегущей волной – с прямой гармоникой – ЛБВ-М, с обратной гармоникой – ЛОВ-М.

Существуют два варианта реализации такой структуры –

1) – инжектировать поток извне в виде ленты параллельно катоду вдоль z, или

2) - устроить электронную эмиссию на всей большой поверхности отрицательного электрода, то есть катод с распределенной эмиссией ). Рис. 2

В первом случае, показанном на рис. 2, применяют так называемую короткую электронно – оптическую систему инжекции. Электроны, вытягиваемые из катода электрическим полем ускоряющего электрода, успевают пролететь только половину циклоиды к тому моменту, как попадают во вдвое усиленное электрическое поле, в котором их скорость оказывается в точности равной скорости дрейфа, и далее продолжают уже прямолинейное движение в сторону коллектора, не приближаясь к аноду или отрицательному электроду.

1.2 Группировка электронов в скрещенных полях

Аналогично решению для замедляющей системы в виде плоской стенки, поле замедляющей системы с двумя стенками является решением уравнения Гельмгольца, и описывается гиперболическими функциями, являющимися суперпозицией двух затухающих экспонент. Поперечное поле описывается гиперболическим косинусом с минимумом на плоском отрицательном электроде, где координата y=0, а продольное поле, естественно, на плоской металлической стенке, равно нулю, и, поэтому, продольные компоненты поля замедленной волны описывается гиперболическим синусом. , , они экспоненциально спадают при удалении от замедляющей системы.

Рассмотрим действие на электронный поток электрического поля замедленной волны, движущейся со скоростью дрейфа электронов. Там, где поперечное электрическое поле замедленное, волны складывается с постоянным электрическим полем анода , оно ускоряет дрейф электронов и подгоняет их в зону, где продольное электрическое поле замедленной волны отнимает у них энергию. Там, где вычитается из постоянного электрического поля , скорость дрейфа электронов уменьшается, и они оттягиваются из зоны, где отдает им энергию бегущей замедленной волны. Средняя скорость дрейфа при этом сохраняется, синхронизм не нарушается, и электроны, сгруппированные в зоне торможения, дрейфуют приближаясь к аноду по показанным на рисунке линиям, перпендикулярным суммарному электрическому и постоянному магнитному полю. Работа, совершаемая над электронами постоянным анодным электрическим полем, на каждом витке трохоиды отдается в энергию бегущей электромагнитной волны. Таким образом, поперечное поле волны обеспечивает группировку, а продольное забирает лишнюю кинетическую энергию. В результате, электроны (в среднем) теряют только всю потенциальную энергию относительно потенциала анода, и из этих соображений не трудно оценить КПД ЛБВ-М, зная всю сообщаемую электронам энергию, и долю, отдаваемую ими СВЧ полю: .

На входе в замедляющую систему электроны имеют сумму кинетической и потенциальной энергии . Кинетическая энергия, связанная со скоростью дрейфа, в среднем не меняется, и при ударе электрона в анод теряется в виде тепла. Электрон расходует на раскачку СВЧ поля свою потенциальную энергию , где - потенциал в точке влета - при достижении анода он становится равным нулю. Поскольку эммитирующий электроны катод, и отрицательный электрод замедляющей системы находятся под одинаковым потенциалом, кинетическая энергия, приобретенная электроном в системе инжекции равна , и электронный . Потенциал в точке влета линейно зависит от координаты y: . Поэтому , а координата высоты точки влета . Таким образом, КПД тем больше, чем ближе к катоду и отрицательному электроду ввод электронов в замедляющую систему, то есть чем сильнее магнитное поле. Но, при приближении ленточного пучка к гладкому отрицательному электроду, уменьшается до нуля продольная составляющая электрического поля замедленной волны, и соответственно, уменьшается сопротивление связи, а с ним и коэффициент усиления. Поэтому на практике КПД у ЛБВ-М и ЛОВ-М имеет величину 30%-50%, - в 2-3 раза выше чем у приборов О-типа. Для примера параметры одной ЛБВ-М: средняя длина волны 3.5 см, мощность 1.5 кВт, , Ку = 24дБ, КПД 30%.