Чему равно число "спиц" электронного потока в установившемся режиме.
Вращающееся электронное облачко при колебаниях в резонаторах.
В магнетроне вращающийся электронный поток подвергается действию переменного электрического поля данного резонатора и за счет этого осуществляется модуляция скорости электронов. Но это поле не однородное. Поэтому оно меняет не только скорость, но и траекторию движения электронов. Процесс усложняется тем, что происходит в радиальном постоянном электрическом поле, которое изменяет скорость электронов и совместно с постоянным магнитным полем влияет на их траекторию.
-Спица представляет собой сгущение электронного потока в результате скоростной модуляции и из-за различных траекторий «полезных» и «вредных» электронов.
!!! В результате скоростной модуляции и изменения траекторий электронов вращающееся электронное «облачко» из кольцевого превращается в зубчатое. Число электронных «спиц» равно половине числа резонаторов.
Электронное «облачко» при правильном режиме магнетрона вращается с такой скоростью, что «спицы» проходят мимо щелей в тот момент, когда там существует тормозящее поле. Промежутки между «спицами», наоборот, проходят через ускоряющие поля. В итоге происходит отдача электронным «облачком» энергии резонаторам и потеря энергии на разогрев катода и анода от электронной бомбардировки. Вся эта энергия потребляется от анодного источника.
Существует следующая зависимость между числом резонаторов N, магнитной индукцией В и частотой генерируемых колебаний f:
NB = af, (25.2)
где а — коэффициент, зависящий от конструкции.
А магнитная индукция связана с анодным напряжением формулой
В = b √Uа, (25.3)
где b — постоянная величина.
-Из формул видно, что для более высоких частот нужно иметь больше резонаторов или увеличивать магнитную индукцию и анодное напряжение.
!!Обычно магнитная индукция составляет от 0,1 до 0,5 Тл. Для импульсной работы в дециметровом диапазоне магнетроны строят на мощность в десятки тысяч киловатт, а в сантиметровом — в тысячи киловатт.
( В самых мощных магнетронах анодное напряжение в импульсе достигает десятков киловольт, а анодный ток — сотен ампер. В мощных магнетронах применяется принудительное, воздушное или водяное охлаждение; КПД мощных магнетронов может быть 70 % и даже выше при работе в дециметровом диапазоне, в сантиметровом диапазоне 30 — 60%. )
Магнетроны для непрерывного режима имеют мощность в десятки киловатт на дециметровых волнах и в единицы киловатт — на сантиметровых.
Помимо магнетронов на фиксированную частоту делают настраиваемые магнетроны, в которых изменяется собственная частота резонаторов. С этой целью для получения более коротких волн вводят в резонаторы медные цилиндры, которые уменьшают индуктивность, а для получения более длинных волн — металлические пластинки, увеличивающие емкость.
Такие методы дают изменение частоты не более чем на 10—15%. Выполнение подобных устройств представляет известные трудности, так как находятся эти устройства в вакууме, а управляться должны извне.