Клистрон

  • 16 сент. 2011 г.
  • 1517 Слова
Факультет информатики и радиоэлектроники
Кафедра электронной техники

Реферат на тему: «Клистрон»

по дисциплине: «Электродинамика и микроволновая техника»

Москва 2011 г.
Содержание

Введение…………………………………………………………………….…….3
Пролётный клистрон……………………………………………………………..4
Многорезонаторный клистрон…………………………………………………...7
Отражательный клистрон…………………………………………...……………9Заключение.………………………………………………………………………11
Список литературы………………………………………………………………12

Введение

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3

Клистрон — электровакуумный прибор, в котором преобразование постоянного потока электронов в переменный происходит путём модуляции скоростей электронов электрическим полем СВЧ (при пролёте их сквозь зазор объёмного резонатора) и последующей группировки электронов в сгустки (из-за разности ихскоростей) в пространстве дрейфа, свободном от СВЧ поля.
Клистроны применяют как генераторы и усилители СВЧ, кроме того как умножители частоты. А принцип их работы используется так же в других областях техники, в частности в ускорителях заряженных частиц. Пролётные клистроны являются основой всех мощных СВЧ передатчиков. Они используются в мощных локаторах, радиотелескопах. Но в настоящее времягенераторы на отражательных клистронах вытесняются полупроводниковыми генераторами СВЧ.
Клистроны подразделяются на 2 класса: пролётные и отражательные.
В пролётном клистроне электроны последовательно пролетают сквозь зазоры объёмных резонаторов. В простейшем случае резонаторов 2: входной и выходной. Дальнейшим развитием пролётных клистронов являются каскадные многорезонаторные клистроны,которые имеют один или несколько промежуточных резонаторов, расположенных между входным и выходным резонаторами.
В отражательном клистроне используется один резонатор, через который электронный поток проходит дважды, отражаясь от специального электрода — отражателя.

Пролётный клистрон

Устройство и принцип действия.
В клистроне имеются два объемных резонатора с ёмкостными сеточными зазорами. Первыйрезонатор называют входным, или модулятором; второй — выходным. Пространство между ними называют пространством дрейфа или группирования. (рис.1)

Рис.1 Устройство пролётного клистрона
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4

Электроны, эмитируемые катодом, ускоряются постоянным напряжением U0 второго электрода и попадают в узкий сеточный зазор первого резонатора, в котором имеется продольноеСВЧ поле. Это поле периодически ускоряет и замедляет электроны, модулируя электронный поток по скорости. Двигаясь далее в пространстве дрейфа, электроны постепенно образуют сгустки за счёт того, что быстрые электроны догоняют медленные. Этот модулированный по плотности электронный поток попадает во второй резонатор и создает в нем наведенный ток той же частоты, что и частота входного модулирующегополя. В результате между сетками резонатора появляется высокочастотное электрическое поле, которое начинает взаимодействовать с потоком электронов. Необходимые параметры клистрона подбираются таким образом, чтобы электрическое поле второго резонатора тормозило сгустки электронной плотности и ускоряло её разряжения. В результате в среднем за период одного колебания поля
тормозится большее числоэлектронов, чем ускоряется. Кинетическая энергия электронов преобразуется в энергию СВЧ колебаний электромагнитного поля второго резонатора, а электроны, пройдя резонатор, оседают на коллекторе, рассеивая оставшуюся часть кинетической энергии в виде тепла.
Параметры и характеристики.
Под КПД клистрона обычно понимается электронный кпд ηel:
(1)
то есть отношение мощности P2n, отданной электроннымпотоком СВЧ полю в выходном резонаторе на n-ой гармонике, к подведённой мощности P0
Решая задачу о наведении мощности в нагрузке выходного резонатора из общих принципов наведения тока электронным потоком, можно получить, Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5

что максимум P2n, а значит и максимум КПД определяется максимумом функции Бесселя: (2)...
tracking img