- •Электронные и квантовые приборы свч
- •Глава 1 Общие сведения по электронным и квантовым приборам свч и оптического дипазонов
- •Особенности свч и оптического диапазонов
- •1.2. Общие сведения об электронных и квантовых приборах свч и оптического диапазонов и их основных параметрах
- •1.3. Классификация электронных и квантовых приборов свч и оптического диапазонов
- •Глава 2 триоды и тетроды свч
- •2.1. Полный ток в промежутке между электродами и во внешней цепи электровакуумных приборов
- •2.2. Работа триода на свч
- •2.3. Применение триодов и тетродов свч
- •Глава 3 клистроны
- •3.1. Пролетный двухрезонаторный клистрон
- •3.2. Двухрезонаторные клистронные генераторы
- •3.3. Многорезонаторные клистроны
- •3.4. Применение многорезонаторных клистронов
- •3.5. Отражательный клистрон
- •Глава 4 лампы бегущей волны типа о (лбво)
- •4.1 Принцип работы лампы бегущей волны
- •4.2. Замедляющие системы
- •4.3. Элементы линейной теории лбв
- •4.4. Параметры и характеристики лбв
- •4.5. Особенности устройства и применения лбв
- •4.6. Гибридные приборы типа о
- •4.7. Лампа обратной волны
- •Глава 5 приборы типа м
- •5.1. Движение электронов в скрещенных статических электрическом и магнитном полях
- •5.2. Взаимодействие электронов и свч поля
- •5.3. Лампа бегущей волны типа м (лбвм)
- •5.4. Лампа обратной волны типа м (ловм)
- •5.5. Многорезонаторный магнетрон
- •5.6. Митрон
- •5.7. Платинотрон
- •5.8. Приборы с циклотронным резонансом
- •Глава 6 полупроводниковые диоды и транзисторы свч
- •6.1. Полупроводниковые диоды свч
- •Глава 7 лавинно-пролетные диоды (лпд)
- •Глава 8
- •Глава 9 физические основы квантовых приборов
- •9.1. Энергетические уровни
- •9.2. Квантовые переходы
- •9.3. Ширина спектральной линии
- •9.4. Возможность усиления и генерации в квантовых системах
- •9.5. Взаимодействие бегущих электромагнитных волн с активной средой
- •Глава 10 квантовые приборы свч
- •10.1. Квантовые парамагнитные свч усилители
- •10.2. Квантовые стандарты частоты (ксч)
- •Глава 11 лазеры
- •11.1. Оптические резонаторы
- •11.2. Условия самовозбуждения и мощность излучения лазера
- •11.3. Характеристики излучения в оптическом диапазоне
- •11.4. Газовые лазеры
- •11.5. Лазеры на твердом теле
- •11.6. Жидкостные и химические лазеры
- •11.7. Полупроводниковые лазеры
- •11.8. Методы модуляции излучения лазера
- •11.9. Применение лазеров в технике связи
- •Заключение
- •Основные обозначения
- •Список литературы
- •Предметный указатель
- •Оглавление
- •Глава 6. Полупроводниковые диоды и транзисторы свч………………………….………
1.3. Классификация электронных и квантовых приборов свч и оптического диапазонов
В настоящее время разработано много приборов, отличающихся как принципом действия, так и областью применения. На рис. 1.2 приведена классификация электронных приборов СВЧ, а на рис. 1.3 — квантовых приборов. Данная классификация не претендует на полноту и не является единственно возможной.
Электровакуумные приборы СВЧ диапазона могут быть по характеру энергообмена разделены на приборы типов О и М. В приборах типа О происходит преобразование кинетической энергии электронов в энергию СВЧ поля в результате торможения электронов этим полем. Магнитное поле или не используется совсем, или применяется только для фокусировки электронного потока и принципиального значения для процесса энергообмена не имеет. В приборах типа М, которые еще также называются приборами со скрещенными полями (потому что постоянное магнитное поле перпендикулярно постоянному электрическому полю, ускоряющему электроны) в энергию СВЧ поля переходит потенциальная энергия электронов.
Рис. 1.2
По продолжительности взаимодействия с СВЧ полем приборы разделяются на приборы с кратковременным (прерывным), и длительным (непрерывным) взаимодействием. В первом случае используется взаимодействие с СВЧ полем резонаторов, а во втором — с бегущей электромагнитной волной.
Приборы с кратковременным взаимодействием одновременно являются приборами типов О (пролетные и отражательные клистроны). Приборы с длительным взаимодействием могут быть как типа О — ЛБВ, ЛОВ, так и типа М — ЛБВМ, ЛОВМ, магнетрон, платинотрон, митрон.
По типу управления электронным потоком приборы подразделяются на приборы с электростатическим и динамическим управлениями.
В полупроводниковых приборах СВЧ выделяются группа диодов с отрицательным сопротивлением и группа СВЧ транзисторов.
Квантовые приборы (см. рис. 1.3) обычно разделяются на два класса в зависимости от диапазона рабочих частот. В СВЧ диапазоне это мазеры и квантовые стандарты частоты, а в оптическом— лазеры. Затем лазеры подразделяются в зависимости от агрегатного состояния активного вещества на газовые, твердотельные, жидкостные, полупроводниковые. Хотя используемые в квантовой электронике полупроводники являются твердыми телами, полупроводниковые лазеры выделены в отдельную группу в связи с тем, что характер генерации в полупроводниках существенно отличается от генерации в обычных твердотельных квантовых генераторах.
Рис. 1.3
В зависимости от режима работы различают лазеры, работающие в непрерывном режиме, в импульсном режиме с длительностью импульсов с,режиме гигантских, импульсов с длительностью с ирежиме синхронизации мод, при котором длительность импульса может быть с.
Распределение приборов СВЧ по диапазону частот, показано на рис. 1.4, где I — мощные приборы (свыше 100 Вт); II — маломощные (менее 1Вт). Промежуточное положение занимают приборы средней мощности (1—100 Вт), которые на рисунке не приведены. Распределение квантовых приборов по диапазону частот приведено на рис. 1.5. Следует отметить, что приборы постоянно совершенствуются, и поэтому приведенное распределение может носить только ориентировочный характер.
Достигнутый уровень выходной мощности некоторых мощных приборов СВЧ в непрерывном режиме работы в зависимости от частоты приведен на рис. 1.6. (1— усилительные клистроны; 2 — ЛБВ; 3— триоды; 4— гиротрон).
Рис. 1.4
В области миллиметровых волн наибольшей выходной мощностью в непрерывном режиме обладают гиротроны, к которым последние годы возник повышенный интерес в связи с разработкой радиолокационных и связных систем в миллиметровом диапазоне.