11. Клистрон.

Клистрон — это электронная лампа, в которой применен новый метод управления электронным потоком и, если воспользоваться военным термином, — новое «построение» электронов. Чтобы понять работуклистрона, нужно рассмотреть отдельные его элементы и явления, в них происходящие.

«Электронная пушка» представляет собою катод и систему электродов, имеющих заданную форму и находящихся под определенными потенциалами. Электронная пушка создаст пучок электронов, летящих в определенном направлении. Появились электронные пушки вместе с катодными трубками, применяемыми в осциллографах и телевизорах. Катодные трубки предъявляют к электронным пушкам очень высокие требования, ибо для получения достаточно малого и яркого пятна на экране трубки необходимо сконцентрировать большое количество электронов в очень узком пучке или, как говорят, сфокусировать электроны. Поэтому разработка электронных пушек развилась в целую науку, получившую название электронной оптики.

В клистроне электронная пушка служит для той же цели, что и в осциллографе, она создает пучок электронов, летящих с большой и одинаков вой скоростью в нужном направлении.

Высоких требований к фокусировке электронов при этом не предъявляется и более глубокое ознакомление с электронными пушками нам не потребуется.

« Модуляция скорости» — периодическое изменение скорости электронов в ту и другую сторону от ее среднего значения, аналогичное изменениям амплитуды тока высокой частоты при амплитудной модуляции.

«Пространство дрейфа» — пространство, в котором электроны движутся с постоянной скоростью или с постоянным ускорением. В зависв-мости от конструкции лампы в этом пространстве либо нет никакого электромагнитного поля, либо имеется постоянное электрическое поле. Характерной особенностью пространства дрейфа является отсутствие в нем поля высокой частоты.

«Группирование» электронов — периодическое уплотнение потока электронов в пучке. Определение это достаточно кратко и точно, но для многих может показаться непонятным. Здесь мы позволили себе им ограничиться, так как по существу все дальнейшее изложение посвящено разъяснению этого процесса, являющегося основой работы клистрона.

Объемный резонатор-объем, ограниченный металлическими стенками, в котором происходят электрические колебания. При этом внутренняя поверхность стенок резонатора сама служит и токонесущей поверхностью.

Отражательный клситрон.

О тражательные клистроны предназначены для генерирования СВЧ колебаний малой мощности. Отражательный клистрон имеет один резонатор, дважды пронизываемый электронным потоком. Возвращение электронов осуществляется с помощью отражателя, находящегося под отрицательным постоянным потенциалом по отношению к катоду. Таким образом, резонатор играет роль группирователя при первом прохождении электронов и роль выходного контура при втором прохождении. Промежуток между резонатором и отражателем играет роль пространства дрейфа, где модуляция электронного потока по скорости переходит в модуляцию по плотности. Для того чтобы клистрон мог генерировать СВЧ колебания необходимо, чтобы сгустки электронного потока, сформированные при первом прохождении сквозь резонатор, проходили через резонатор при обратном движении в те моменты, когда в нём имеется тормозящее высокочастотное электрическое поле.

Рис. 2. КЛИСТРОН, электровакуумный прибор отражательного типа. Применяется в СВЧ-технике. Изменяющиеся электрические поля периодически группируют электроны в "сгустки". Электронный пучок, модулированный по скорости, поступает в объемный резонатор, где и вызывает генерацию или усиление. 1 - катод; 2 - резонатор; 3 - отражательная пластина; 4 - резонаторные сетки; 5 - выходная петля связи; 6 - управляющая сетка.