4.3. Электронная перестройка частоты лов типа о

Дисперсия пространственных гармоник в периодических ЗС, как правило, является аномальной, т.е. абсолютная величина фазовой скорости |v_ф|_рувеличивается с ростом частоты. Самовозбуждение ЛОВ наблюдается обычно на первой обратной гармонике, т.е. прир = –1,фазовая постоянная которой согласно (4.5)равна

, (4.14)

где - сдвиг фаз основной волны на периоде ЗС равномL. Тогда фазовая скорость

(4.15)

Из условия синхронизма – приблизительного равенства скорости электронов и фазовой скорости первой обратной пространственной гармоники

(4.16)

следует, что при изменении ускоряющего напряжения должна изменяться величина фазовой скорости обратной гармоники и, поскольку ЗС обладаетдисперсией (4.15), изменяться частота, на которой происходит самовозбуждение ЛОВ, т.е. имеет место эффект электронной перестройки частоты:

. (4.17)

Качественно зависимость частоты генерируемых колебаний от ускоряющего напряжения показана на рис. 4.6 (кривая 1). В действительности же кривая электронной перестройки частоты имеет «волнистый» характер (кривая 2). Объясняется это влиянием отражений энергии от поглотителя ЗС и от элементов устройства вывода энергии и внешнего тракта.

Рис. 4.6. Зависимость частоты от ускоряющего напряжения

Для характеристики зависимости частоты от напряжения используют крутизну электронной перестройки частоты S == df/dU₀ , которая согласно (4.17) определяется как

. (4.17)

Крутизна электронной перестройки частоты уменьшается с ростом U₀. Для ЛОВ сантиметрового диапазона крутизна не больше нескольких мегагерц на вольт, а для миллиметрового – десятки мегагерц на вольт.

ЛОВ обеспечивают широкий диапазон электронной перестройки, который характеризуется коэффициентом перекрытия диапазона _п=f_макс/f_мин, гдеf_максиf_мин – максимальная и минимальная граничные частоты диапазона. Для ЛОВ с коаксиальным выводом энергии обычноd_п2, а с волноводным выводом определяется полосой пропускания стандартного волноводного тракта и равенd_п = 1,51,6 [1].