Устройство и принцип действия пролетного клистрона.

Рассмотрим устройство и принцип действия пролетного клистрона подробнее

Пролетный клистрон состоит из электронного прожектора, входного и выходного резонаторов, пространства группировки (трубки дрейфа) и коллектора (рис.2).

Рис.2.

Электронный поток фокусируется и ускоряется в электронном прожекторе, состоящем из подогревного катода, фокусирующего электрода и ускоряющей сетки (анода электронного прожектора, напряжение на котором и определяет в основном рабочий ток клистрона).

Резонаторы пролетного клистрона представляют собой объемные СВЧ контуры. В центральной их части, расположенной по оси симметрии клистрона, стенки резонаторов сближаются, образуя своего рода конденсаторы - входной и выходной зазоры. В зазорах концентрируются электрические поля колебаний, существующих в резонаторах, и осуществляется взаимодействие этих полей с электронным потоком.

Для прохода электронов сквозь резонатор в области зазора делают либо отверстие в стенках (безсеточный зазор - обычно во входном резонаторе), либо выполняют стенки из металлической сетки (сетчатый зазор, обычно - в выходном резонаторе).

Основные сведения из теории пролетного клистрона

Электронный поток поступает во входной зазор с постоянной плотностью и средней скоростью

Входной сигнал создает во входном резонаторе колебания с напряжением на зазоре U_xx(t) = U₁sinωt , так что уравнение движения электрона в зазоре

(1.1)

где d - ширина зазора, а m = 9,11*10^-91 кг и е = 1,6*10^-19 кул. - масса и абсолютная величина заряда электрона.

Поместив начало координат в середину зазора и полагая, что U₁ << U₀ , проинтегрируем (1.1). Тогда найдем, что скорость электронов на выходе из зазора

(1.2)

где t₁ - момент прохождения электроном середины зазора,

- коэффициент электронного взаимодействия, показывающий уменьшение (усреднение) влияния поля зазора на электрон за счет конечности среднего времени пролета τ_d = d/v₀ ;

(M → 1 при τ_d → 0). Со скоростью v₁ электроны поступают в пространство группировки (трубку дрейфа).

Угол пролета электронов в трубке дрейфа длиной (1.3)

где θ₀ = ωl / v₀ = ωτ₀ - угол пролета в трубке дрейфа невозмущенного электрона;

- параметр группировки электронного потока.

Выражение (1.3) получено в допущении, что U₁ << U₀. (1.5)

Как видно из (1.2) и (1.3) при выполнении условия (1.5) скорость электронов v и угол пролета их в трубке дрейфа θ испытывают малые синусоидальные колебания около средних значений v₀ и θ₀ соответственно. Параметр группировки Х₀ представляет амплитуду колебания угла пролета электронов в трубке дрейфа.

Устройство и принцип действия отражательного клистрона

Отражательный клистрон является маломощным автогенератором СВЧ. В отличие от пролетных клистронов, имеющих два и более резонаторов, отражательный клистрон имеет единственный объемный контур, совмещающий функции модуляции скорости электронного потока и отбора высокочастотной энергии. Устройство отражательного клистрона приведено на рис.7

1 - подогревный катод, 2 - анод прожектора (ускоряющий электрод, 3 -объемный резонатор, 4 - отражатель.

---

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 584; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!