4. Шумы лбв

Основные источники шума: дробовой эффект (флуктуации числа электронов, эмиттируемых катодом), флуктуации скорости электронов при вылете из катода, токораспределение (оседание электронов на анодах и спирали). Также влияют ионные шумы, вызванные воздействием на поток полей малоподвижных ионов остаточного газа, вторичная эмиссия с электродов лампы, тепловой шум спирали.

Для снижения дробовых и скоростных шумов используют низкотемпературные эффективные катоды с однородной, по возможности, поверхностью, работающие в режиме ограничения тока объемным зарядом.

В электронных потоках существуют колебания электронов, аналогичные упругим продольным колебаниям стержней. Причиной, возбуждающей колебания, являются естественные флуктуации плотности и скоро­сти электронов. В потоке устанавливается своеобразная группировка. - стоячая волна шумовых изменений плотности и скорости электронов с периодом , где _р и _р - частота и длина волны плазменных колебаний, a U_o - средняя скорость электронов.

Поскольку передача энергии от потока в ЗС происходит за счет полей, наводимых в ней переменной составляющей конвекционного тока, то, очевидно, наименьших шумов можно достичь, если на входе ЗС будет располагаться узел волны шумовой плотности тока. Известно, что прикатодная область объемного заряда подавляет флуктуации тока эмиссии (в том числе - дробовые) в 10 - 100 раз. Поэтому можно счи­тать, что первый узел волны шумовой плотности тока находится на катоде. Ближайший отстоит от него на 0,5 _р, и его целесообразно совместить со входной плоскостью ЗС. Размеры ЛБВ обычно таковы, что требуются специальные меры для снижения _р. С этой целью в на­чальном участке потока располагают несколько электродов с низкими потенциалами, так что скорость электронов невелика, а их плотность  и плазменная частота - выше, чем в простран­стве взаимодействия. Таким образом, выбор профиля потенциала на участке катод - вход ЗС позволяет расположить узел волны шумовой модуляций плотности тока на входе ЗС к существенно снизить шум ЛБВ.

Тщательное обезгаживание внутренней полости и электродов, глубокий вакуум, охлаждение спирали, жесткая магнитная фокусировка пучка снижают также ионные, тепловые, вторично-эмиссионные шумы к шумы токораспределения,

Современные входные ЛБВ для усиления малых сигналов на частотах 0,5; 10 и 25 ГГц имеют коэффициент шума не более 3,5 дБ, 6 дБ и 10 дБ соответственно. Обычно коэффициент шума регламентируется толь­ко для маломощных ( Р_вых10^-2 Вт) и промежуточных до (1 Вт) ЛБВ.

5. Фазовые характеристики лбв

Фазовыми характеристиками ЛБВ называют зависимость разности фаз сигнала на ее входе и выходе от различных параметров (частоты, ускоряющего напряжения, входной мощности и т.д.).

Фазочастотная характеристика (f) определяется в основном дисперсионными свойствами используемой PC, так что разность фаз нарастает с ростом частоты сигнала.

Изменение напряжения на ЗС изменяет время пролета электронных сгустков через пространство взаимодействия и фазу наводимого на ЗС СВЧ напряжения на величину   -NU_c/U_c , где N - отно­сительная длина ЗС. Например, при N=20, полагая V_c = I В или U_c/U_c = 0,01, получаем крутизну фазовой характеристики

  2 /U_c град/В, где U_c – в кВ,

или   -20 град/процент изменения напряжения на ЗС. Снижение таких уходов фазы требует стабилизации напряжения на ЗС.

Фаза выходного сигнала ЛБВ зависит также от мощности усили­ваемого сигнала - за счет изменения торможения электронного пото­ка. Это обстоятельство может при­водить к паразитной фазовой модуляции усиливаемых амплитудно-модулированных сигналов. Амплитудно-фазовая характеристика  (Р_вых) показана на рис.11.

Наибольшая крутизна ее приходится на область вблизи максимума амплитудной характеристики.