Лампа бегущей волны типа м

По конструкции данные лампы делятся на плоские и цилиндричные. На рис.7 показана плоская лампа.

1-подогреваемый катод

2-управляющий электрод

3-электронный поток

4-волноводный вход

5-поглотитель

6-замедляющая система-анод

7-волноводный выход

8-коллектор

9-холодный катод

Рис.7

Работа

Лампа имеет две основные части: инжектирующее устройство и пространство взаимодействия. Инжектирующее устройство, состоящее из подогреваемого катода 1 и управляющего электрода 2, обеспечивает создание ленточного электронного потока 3 и ввод его в пространство взаимодействия, состоящее из волноводного входа 4, поглотителя 5, замедляющей системы-анода 6, волноводного выхода 7, коллектора 8 и холодного катода 9, обеспечивающих взаимодействие электронов с СВЧ полем. Для создания такого взаимодействия необходимо выполнение условия , поэтому величины и выбираются такими, чтобы

(16)

При выполнении условия (16) электроны, в отсутствие СВЧ поля, прямолинейно движутся к коллектору. Параметры прибора выбирают таким образом, чтобы при появлении на входе замедляющей системы СВЧ сигнала на одной из его пространственных гармоник выполнялось условие (15) фазового синхронизма приборов типа М. В этом случае в тормозящих полунериодах электрического поля этой гармоники будет происходить увеличение энергии СВЧ сигнала за счет уменьшения потенциальной энергии электронов по рассмотренному выше (рис.5 - 6) механизму взаимодействия электронов с переменными скрещенными полями. Усиленный СВЧ сигнал поступает на выход замедляющей системы, а электроны оседают на коллекторе.

Лампа бегущей волны типа М, также, как и лампа бегущей волны типа О, является широкополосным усилителем, и поэтому в ней возможно самовозбуждение за счет отражения усиливаемого сигнала от выхода замедляющей системы. Для предотвращения самовозбуждения применяется поглотитель.

ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛБВМ

1. Коэффициент усиления

- параметр усиления;

- электрическая длинна замедляющей системы;

- геометрическая длина замедляющей системы.

2. Максимальный электронный кпд

где - максимальная потенциальная энергия, которую электрон может передать ЭМП СВЧ;

- потенциал замедляющей системы – анода;

- кинетическая энергия электрона, рассеиваемая в виде тепла на поверхности замедляющей системы или коллектора;

- напряженность электрического поля;

- магнитная индукция поля.

3. Амплитудная характеристика. Зависимости коэффициента усиления (Кр), выходной мощности (Рвих) и коэффициента полезного действия (hэл ) от входной мощности (Рвх) показаны на рис. 8.

Рис.8

4. Выходная мощность ЛБВМ в непрерывном режиме достигает нескольких киловатт, в импульсном - нескольких мегаватт.

5. Полоса рабочих частот в усилителях на ЛБВМ достигает 30 % от средней рабочей частоты и определяется дисперсионной характеристикой замедляющей системы.

6. Коэффициент шума. Вследствие паразитных колебаний в области формирования электронного луча, а также взаимодействия электронов с отраженной волной уровень собственных шумов в усилителях на ЛБВМ весьма велик. В большинстве приборов отношение мощности полезного сигнала к мощности шумов не превышает 40 дБ.

7. Применение ЛБВМ. Высокий уровень собственных шумов исключает возможность применения ЛБВМ для усиления маломощных сигналов. Основное применение эти приборы нашли в качестве мощных импульсных выходных усилителей в дециметровом и сантиметровом диапазоне длин волн.