1.4. Выбор и обоснование выходного устройства .

Выше в качестве выходного устройства была выбрана ЛБВ.

Выходные устройства, служат для ввода входного СВЧ - сигнала в замедляющую систему и вывода из нее усиленного за счет взаимодействия с электронным потоком сигнала. Входное и выходное устройства могут быть волноводного или коаксиального типа. В случае устройств волноводного типа, как показано на данном рисунке, концы спирали плавно переходят в цилиндрические антенны. Для настройки входного и выходного устройств служат поршни. В зависимости от типа замедляющей системы могут быть и другие конструкции входного и выходного устройств.

Различают ЛБВ малой, средней и большой мощности. Лампы бегущей волны малой мощности применяются в качестве усилителей СВЧ в приемных устройствах, а ЛБВ средней и большой мощности в качестве промежуточных и выходных усилителей радиопередающих устройств РЛС. Выходная мощность ЛБВ может достигать нескольких мегаватт в импульсном режиме и нескольких киловатт в непрерывном. Полоса усиливаемых частот составляет 15  30% от частоты сигнала.

Лампа бегущей волны (ЛБВ) представляет собой удлиненный герметичный стеклянный баллон небольшого диаметра, в котором размещены его основные элементы.

В основе работы ЛБВ лежит длительное взаимодействие электронов луча с тормозящим полем бегущей вдоль замедляющей системы усиливаемой электромагнитной волны. В лампах этого типа движение электромагнитной энергии совпадает с направлением движения электронного потока.

Работа генераторов СВЧ бегущей волны также основана на динамическом методе управления. Для них остаются справедливыми все ранее рассмотренные процессы и условия, необходимые для эффективного преобразования энергии. Однако эти генераторы имеют свои специфические особенности, которые обуславливают появление новых важных свойств. Эти особенности, прежде всего, связаны с обеспечением условий эффективного взаимодействия электронного потока с полем бегущей волны распространяющейся вдоль замедляющей системы.

Учитывая то, что скорость электронов в луче, определяемая ускоряющим напряжением, обычно много меньше скорости света, то возникает необходимость обеспечить фазовую скорость волны в таких же пределах.

Поскольку в ЛБВ электроны получают энергию от источника питания однократно, а в результате торможения полем их кинетическая энергия и скорость уменьшаются, то для обеспечения условия синхронизма в этих приборах необходимо правильно выбирать длину замедляющей системы (спирали) и степень превышения скорости потока электронов Vo над фазовой скоростью бегущей волны Vфо

Максимально допустимое превышение V₀ над V_ф0 зависит от величины управляющего напряжения, частоты ЭМ колебаний, распространяющихся в ЗС, длины и дисперсионных свойств ЗС и составляет обычно величину порядка единиц процентов от V_ф0.

Лампы бегущей волны обладают целым рядом достоинств по сравнению с другими приборами СВЧ диапазона: высокое значение коэффициента усиления, широкополосность (40%), низкий уровень собственных шумов (15дб), возможность работы в импульсном и непрерывном режимах в широком интервале выходных мощностей.

Недостатками ЛБВ являются ее большой вес и большие габариты, обусловленные применяемой магнитной фокусировкой луча в лампе.

Работа генераторов СВЧ бегущей волны также основана на динамическом методе управления.

ЛБВ нашли широкое применение в приемо-передающих трактах РЛС благодаря своим достоинствам: низкому уровню шумов, большему коэффициенту усиления, чем в клистронах, широкой полосой пропускания сигналов. Приборы СВЧ данного типа нашли широкое применение в качестве входных, выходных и промежуточных широкополосных усилителей и умножителей чистоты.