Лампа обратной волны типа м (ловм)

В лампах обратной волны типа М, которые могут быть как усилительными, так и генераторными устройствами, взаимодействие электронов осуществляется с обратной пространственной гармоникой СВЧ поля. В этих приборах обычно используются цилиндрические электроды. Схема устройства цилиндрической генераторной ЛОВМ показана на рис.9. Устройство ЛОВМ сходно с устройством ЛБВМ:

1 - подогреваемый катод

2 - управляющий электрод

3 - электронный поток

4 - волноводный выход

5 - замедляющая система- анод

6 - холодный катод

7 - поглотитель

8 - второй волноводный выход

9 - коллектор

В - постоянное магнитное поле.

Рис.9

Работа

Инжектирующее устройство (1-2) создаёт поток электронов (3). движущийся к коллектору (9). Электронный поток создаст в замедляющей системе (5) наведенный ток и электромагнитное поле пространственных гармоник. На одной из пространственных гар- моник, для которой выполнено условие фазового синхронизма ( ) начинается взаимодействие электронного потока с полем волны. при котором в тормозящих полупериодах электрического поля гармоники будет происходить увеличение её энергии за счет уменьшения потенциальной энергии электронов. В отличие от ЛБВМ, в ЛОВМ электронный поток взаимодействует с обратными пространственными гармониками, для которых направления фазовой и групповой скоростей противоположны, поэтому электроны движутся к коллектору, а энергия волны им навстречу к волноводному выходу прибора (4). В результате возникает положительная обратная связь между полем волны и электронным потоком, при которой волна, отдавая часть своей энергии на группировку электронов, приобретает большее её количество за счет уменьшения потенциальной энергии сгруппированных электронов.

В результате в ЛОВМ устанавливаются колебания стационарной амплитуды, определяемой балансом мощностей. Вследствие трудностей широкополосного согласования волиоводного выхода ЛОВМ с замедляющей системой в ЛОВМ возможны отражения от нагрузки. Для устранения этого эффекта в ЛОВМ, как и в ЛОВО. применяют поглотитель (7). Так же. как и ЛОВО, ЛОВМ может быть использована в режиме регенеративного усиления, для чего в приборе предусмотрен второй волноводный выход (8).

Параметры и характеристики генераторов на ловм

1. Диапазон рабочих частот. Как и в ЛОВО, параметры замедляющей системы и электронный режим генераторов на ЛОВМ рассчитываются на рабочую частоту генерируемых колебании с учетом необходимости электронной перестройки частоты. Обычно они используются в диапазоне от 200 МГц до 20 ГГц с диапазоном электронной перестройки частоты до 40 %.

2. Выходная мощность. Современные генераторы на ЛОВМ способны обеспечивать выходную мощность в непрерывном режиме порядка десятков киловатт в дециметровом и единиц киловатт в сантиметровом диапазонах. В настоящее время они являются самыми мощными генераторами СВЧ колебаний с электронной перестройкой частоты. Синхронизированные генераторы на ЛОВМ обладают высокой стабильностью частоты и низким уровнем шумов, что позволяет их использование в системах связи с ч астот ной м од у л я ц и е й.

3. Электронный коэффициент полезного действия генератора на ЛОВМ может быть в силу идентичности процессов определён по формуле

В реальных приборах его величина достигает (50-60)%.

Основные характеристики генераторов на ЛОВМ отображают зависимости выходной мощности, частоты и электронного КПД от напряжения .

Рис.10