16+
Регистрация
РУС ENG
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.

СРО, Лампа , Мощность, Напряжение , Энергия , Кабельная арматура, Провод

Отправить на Email

Похожие Свежие Популярные

Войти или Зарегистрироваться, чтобы оставить комментарий.