Генератор расширенного взаимодействия

Генератор расширенного взаимодействия ^[1] (EIO) — с линейным лучом. вакуумная лампа ^[2] предназначен для преобразования постоянного тока в радиочастотную мощность . ^[3] Механизм преобразования – пространственного заряда . волновой процесс ^[4] при этом скорости модуляция в электронном пучке преобразуется в модуляцию тока или плотности с расстоянием .

Трубки . один резонатор содержат ^[5] Вся полость представляет собой прямоугольную коробку, содержащую лестничную конструкцию. ^[6] через которую проходит электронный луч. Такая полость имеет большое количество резонансов, но в используемом резонансном режиме в зазорах между ступенями возникают большие радиочастотные поля. Набег фазы как от зазора к зазору выбирается таким образом, что электрон видит одно и то же поле в каждом зазоре, и это описывается синхронное . В этом контексте одно и то же поле означает поле одной и той же фазы, но не обязательно той же величины .

Электронный луч, который входит в полость с радиочастотным возбуждением примерно с синхронной скоростью, получит кумулятивную модуляцию скорости в каждом зазоре. После некоторого расстояния в резонаторе многократно ускоренные электроны будут догонять многократно замедленные электроны, и образуются сгустки. Эти сгустки будут иметь скорость, близкую к скорости пучка. Если скорость электронов несколько превышает синхронную, то сгустки начнут пересекать зазоры при запаздывании поля, а не при нулевом. Когда это происходит, электроны замедляются; их потерянная энергия восполняется полостью, и становятся возможными устойчивые колебания. дальнейшего увеличения скорости луча, входящего в полость, в полость передается больше энергии и частота колебаний По мере несколько возрастает. Однако в конце концов сгустки пробивают тормозящие поля, и колебания резко прекращаются. Уменьшение скорости луча (напряжения) приведет к возобновлению колебаний трубки. Однако необходимо уменьшить скорость пучка ниже значения, при котором колебания прекращаются, прежде чем колебания начнутся снова. Это явление известно как гистерезиса и аналогичен тому, что наблюдается во многих рефлекторных клистронах .

Изменение частоты, которое происходит при повышении напряжения луча, называется электронной настройкой и обычно составляет 0,2% от рабочей частоты, измеренной от половины мощности до прекращения колебаний. Для больших изменений частоты используется механическая настройка, получаемая перемещением одной стенки резонатора. Подвижная стенка фактически представляет собой поршень, который можно перемещать в туннеле, поперечное сечение которого совпадает с поперечным сечением стены, которую он заменяет. Диапазон механической настройки обычно ограничен паразитными резонансами, которые возникают, когда частота колебаний и частота одного из многих других резонансов полости совпадают. Когда это происходит, возникают серьезные потери, часто достаточные для полного подавления колебаний. Обычно диапазон механической настройки составляет 4 %. ^[7] но были продемонстрированы большие диапазоны.

За исключением резонансной полости, генератор расширенного взаимодействия очень похож на более традиционные клистроны . Электронная пушка создает узкий пучок электронов, который поддерживается на необходимом диаметре во магнитным полем время прохождения через ВЧ-секцию. После этого луч попадает в относительно свободную от поля область, где он распространяется и собирается соответствующим образом охлаждаемым коллектором. Многие из этих генераторов имеют электрически изолированные аноды , и в этих случаях напряжение между катодом и анодом определяет ток лампы, который, в свою очередь, определяет максимальную выходную мощность.

^ М.Л. Сисодия (1 января 2006 г.). Активные микроволновые устройства, вакуумные и твердотельные . Нью Эйдж Интернэшнл. стр. 3.50–3.51. ISBN 978-81-224-1447-9 .
^ Джерри Уитакер (13 марта 2012 г.). Справочник по силовым вакуумным лампам, третье издание . ЦРК Пресс. п. 69. ИСБН 978-1-4398-5065-7 .
^ Михал Одинец (1 января 2002 г.). Проектирование ВЧ и СВЧ генераторов . Артех Хаус. п. 1. ISBN 978-1-58053-768-1 .
^ А.С. Гилмор (2011). Клистроны, лампы бегущей волны, магнетроны, усилители со скрещенными полями и гиротроны . Артех Хаус. стр. 220–227. ISBN 978-1-60807-185-2 .
^ Майк Голио (12 декабря 2010 г.). Справочник по ВЧ и СВЧ . ЦРК Пресс. стр. 6.17–6.18. ISBN 978-1-4200-3676-3 .
^ Джозеф А. Эйхмайер; Манфред Тумм (4 марта 2008 г.). Вакуумная электроника: компоненты и устройства . Springer Science & Business Media. стр. 50–51. ISBN 978-3-540-71929-8 .
^ Ройтман и др., Перестраиваемый генератор расширенного взаимодействия высокой мощности в непрерывном режиме с частотой 264 ГГц, 14-я Международная конференция по вакуумной электронике (IVEC), Париж, Франция, 2013 г.

[Sisodia2006-1] М.Л. Сисодия (1 января 2006 г.). Активные микроволновые устройства, вакуумные и твердотельные . Нью Эйдж Интернэшнл. стр. 3.50–3.51. ISBN 978-81-224-1447-9 .

[Whitaker2012-2] Джерри Уитакер (13 марта 2012 г.). Справочник по силовым вакуумным лампам, третье издание . ЦРК Пресс. п. 69. ИСБН 978-1-4398-5065-7 .

[Odyniec2002-3] Михал Одинец (1 января 2002 г.). Проектирование ВЧ и СВЧ генераторов . Артех Хаус. п. 1. ISBN 978-1-58053-768-1 .

[Gilmour2011-4] А.С. Гилмор (2011). Клистроны, лампы бегущей волны, магнетроны, усилители со скрещенными полями и гиротроны . Артех Хаус. стр. 220–227. ISBN 978-1-60807-185-2 .

[Golio2010-5] Майк Голио (12 декабря 2010 г.). Справочник по ВЧ и СВЧ . ЦРК Пресс. стр. 6.17–6.18. ISBN 978-1-4200-3676-3 .

[EichmeierThumm2008-6] Джозеф А. Эйхмайер; Манфред Тумм (4 марта 2008 г.). Вакуумная электроника: компоненты и устройства . Springer Science & Business Media. стр. 50–51. ISBN 978-3-540-71929-8 .

[7] Ройтман и др., Перестраиваемый генератор расширенного взаимодействия высокой мощности в непрерывном режиме с частотой 264 ГГц, 14-я Международная конференция по вакуумной электронике (IVEC), Париж, Франция, 2013 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]