Клистроны

  • 30 мая 2012 г.
  • 2213 Слова
Содержание:
1. Введение
2. Пролетный клистрон
3. Отражательный клистрон
4. Список литературы

Введение:
Существует много различных специальных приборов для усиления частот в СВЧ диапазоне, работа которых основана на том, что электроны приобретают кинетическую энергию от постоянного электрического поля, созданного источником питания, и передают часть своей энергииэлектромагнитному полю СВЧ, так как тормозятся в этом поле.
Специальные электронные приборы СВЧ делятся на две группы: О-типа и М-типа. В приборах О-типа постоянное магнитное поле отсутствует или применяется только для фокусировки электронного потока. А для приборов М-типа характерно наличие так называемых скрещенных, т.е. взаимно перпендикулярных, постоянных электрического и магнитного полей. Именно совместноедействие этих полей в значительной степени определяет траектории движения электронов. Передача энергии полю СВЧ в приборах также происходит за счет торможения электронов в этом поле.
Исторически первыми представителями приборов О-типа стали клистроны, широко, применяемые и в настоящее время. В клистронах значительное время пролета электронов не только не вредно, но и необходимо для нормальной работыприбора. Основные типы клистронов — пролетные (двух- и многорезонаторные), пригодные для генерации и усиления частоты колебаний, и отражательные (однорезонаторные), работающие только в качестве генераторов частот.
В основ в ламповой схемотехнеке для усиления частот СВЧ диапазона используют клистроны.
КЛИСТРОН – электронно-вакуумный прибор, служащий для усиления и генерации частоты, электромагнитных СВЧколебаний.

Пролетный клистрон.

Схема устройства и включения пролетного двух резонаторного клистрона для усиления колебаний показана на рис. 1а. Электронный поток от катода к аноду проходит через две пары сеток, представляющих собой части стенок объемных резонаторов P1 и Р2. Резонатор P1 служит входным контуром. К нему с помощью коаксиальной линии и витка связи подводятся усиливаемые колебаний счастотой f. Его сетки 1 и 2 образуют модулятор(группирователь), в котором происходит модуляция скорости электронов. Резонатор Р2 служитвыходным контуром. В нем получаются усиленные колебания. Сетки 3 и 4 образуют уловитель. На оба резонатора и на анод подано положительное напряжение Uр, создающее между сеткой 1 и катодом ускоряющее поле, под влиянием которого электроны влетают в модулятор со значительнойскоростью v0.
Если в резонаторе Р1 происходят колебания, то между сетками 1 и 2 создается переменное электрическое поле, которое действует на электронный поток и изменяет (модулирует) его скорость. В тот полупериод, когда на сетке 2 положительный, а на сетке 1 отрицательный переменный потенциал, поле между сетками будет ускоряющим и электроны, пролетающие через модулятор, получат добавочную скорость Δv. Во времяследующего полупериода на сетке 2 потенциал отрицательный, а на сетке 1 — положительный, т. е. поле становится тормозящим для электронов, которые уменьшают свою скорость на Δv. Только те электроны, которые пролетают через модулятор в момент, когда напряжение равно нулю, продолжают движение со скоростью v0.
Таким образом, в пространство между сетками 3 и 2, называемое пространствомдрейфа (илигпространством группирования), попадают электроны, имеющие разную скорость. В этом пространстве нет электрического поля, так как между сетками 3 и 2 нет разности потенциалов, и электроны летят по инерции с неизменными скоростями. Электроны, имеющие большую скорость, догоняют электроны, движущиеся с меньшей скоростью. В результате электронный поток разбивается на отдельные более плотные группы электронов — электронныесгустки. Можно сказать, что благодаря модуляции электронного потока по скорости в пространстве дрейфа происходит модуляция этого потока по плотности.
 

Рис. 1. Принцип устройства и работы двухрезонаторного пролетного клистрона
 
Образование электронного сгустка можно показать графически. На рис.1б приведен график зависимости...
tracking img