16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/98/7284.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 06 (98) март 2008 года

Прошлое и настоящее радиоламп

Энергетика Леонид АШКИНАЗИ

Если на пути пучка электронов оставить один резонатор, а за ним поместить отрицательно заряженный отражательный электрод, возвращающий электроны в зазор резонатора, то получится генератор.

Инициировав колебания в резонаторе, мы модулируем пучок по скорости, электроны собираются в группы, которые окончательно формируются при возвращении пучка к резонатору (фазу можно регулировать, изменяя потенциал отражательного электрода) и поддерживают колебания.

Такой тип клистрона, названный отражательным (в отличие от усилительного, который называют пролетным), изобрели в 1940 году советские инженеры В. Ф. Коваленко, Н. Д. Девяткин, Е. Н. Данильцев и И. В. Пискунов. Он развивает небольшую мощность (несколько ватт), и в ряде случаев вместо него можно использовать полупроводниковые приборы, но в диапазоне миллиметровых волн отражательный клистрон до сих пор дает фору полупроводникам.



Наперегонки с электромагнитной волной

Родовое свойство клистронов состоит в том, что они хорошо усиливают колебания той частоты, на которую настроены объемные резонаторы. А можно ли сделать лампу, которая, как обычный триод, усиливала бы колебания сверхвысоких частот в некотором диапазоне? Рудольфу Компфнеру, сотруднику Лаборатории Белла, это удалось. В 1944 году он изобрел лампу, в которой электронный пучок модулировался бегущей электромагнитной волной. На первый взгляд, это невозможно: волна бежит со скоростью света, а электроны, даже разогнавшись в поле напряжением в несколько тысяч вольт, движутся по крайней мере в 10 раз медленнее.

Компфнер сумел «замедлить» волну: его лампа представляет длинную колбу, вдоль которой идет спираль. По ней волна несется действительно со скоростью 300000 км/с, а вот скорость ее распространения вдоль оси гораздо меньше, а именно во столько раз, во сколько длина витка спирали больше ее шага. В нижней части лампы, где располагается входной конец спирали, находится электронная пушка. Создаваемый ею пучок электронов взаимодействует с полем волны, которое модулирует электроны по скорости: половину периода волна ускоряет электроны, а другую половину периода тормозит.

Как и в клистроне, электроны собираются в группы и, продолжая дрейфовать вдоль спирали, наводят в ней ток, подпитывающий волну; сами электроны при этом постепенно теряют энергию. Чем длиннее спираль, тем выше мощность волны на выходе и соответственно коэффициент усиления лампы. Здесь большие размеры не только не мешают, а даже помогают усиливать сигнал.

Если подать на спираль волну другой длины, то по сути ничего не изменится, только расстояние между электронными сгустками будет другое, то есть коэффициент усиления мало зависит от частоты сигнала.

Лампы бегущей волны (ЛБВ) работают на частотах от 300 МГц до 300 ГГц, а их коэффициент усиления достигает 50 дБ.

Помимо «чистых» конструкций клистрона и ЛБВ, в технике применяются их гибриды. В одном из них пучок модулируют бегущей волной, а выходной сигнал снимают с резонатора. В другом, наоборот, модуляция происходит в зазоре резонатора, а потом сгустки электронов наводят волну в спирали.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 06 (98) март 2008 года:

  • Киргизия: Потребление электричества ограничено

    В Киргизии введены ограничения на потребление электроэнергии. Об этом говорится в сообщении пресс‑службы Министерства промышленности, энергетики и топливных ресурсов страны. Причиной введения ограничений в министерстве назвали снижение уровня воды в крупнейшем в Средней Азии Токтогульском водохранилище. В нем осталось всего около 7 миллиардов кубометров воды, а при 5,5 миллиарда кубометров наступает так называемый «мертвый объем»...

  • На станции Курган построят новую подстанцию

    Для тягового электроснабжения на станции Курган Южно-Уральской в 2008 году построят новую подстанцию. В строительство новой подстанции ОАО «РЖД» инвестирует 104 миллиона рублей. Мощность подстанции в результате будет составлять 110 КВт, и позволит снизить потери напряжения в сетях внешнего электроснабжения и повысит его надежность на всем тяговом участке Курганского отделения ЮУЖД. Как сообщили в пресс‑службе ЮУЖД, подготовка к...

  • Охрана труда – это выгодно и престижно

    Последние годы в нефтегазовой отрасли прослеживается заметная тенденция – крупнейшие представители рынка с каждым годом увеличивают инвестиции в охрану труда на предприятиях. Об этом свидетельствует и рост производства и поставок средств индивидуальной защиты (СИЗ) – по 30‑40% в год. Бизнесу не просто прийти к пониманию того, что персонал необходимо защищать от рисков, существующих на рабочем месте. В Европе и США на ...

  • Разъединитель наружной установки производства ООО «УК «Электрощит» – Самара»
    Разъединитель наружной установки производства ООО «УК «Электрощит» – Самара»

    Сегодня Россия стоит на пороге бурного роста электроэнергетики. Развитие сетей, межсистемных связей приводит к увеличению и усложнению энергопотоков, необходимости реконструкции уже имеющихся подстанций. Один из основных приоритетов РАО «ЕЭС России» – усиление роли модернизации и техперевооружения по отношению к строительству новых мощностей. Среди модернизируемого оборудования электростанций очень часто присутствуют разъединител...

  • Спирт вместо бензина

    Спиртовая индустрия призвана вытеснить ископаемые углеводороды. В этом – ее стратегическая цель. При добавлении 10% спирта в бензин никаких модификаций двигателей не требуется. Причем бензин, разбавленный спиртом, дает более экономичный расход топлива и меньший износ деталей. Другое дело – переход на чистый этанол. Тут уже без модификации двигателя не обойтись. Но процесс вытеснения бензина с рынка пойдет, видимо, без рев...