в ЗС лестница в волноводе с высту-п о м , называемой также системой Карпа, ив лестничных штыревых системах со связками используют полуволновые штыревые резонаторы. В первом случае (рис. 4.11) можно считать, что П-образный волновод по своей широкой стенке нагружен штырями, длина которых примерно равна Я/2- Во втором (рис. 4.12, а) такими резонаторами периодически нагружена двухпроводная линия -линия связок. ЗС Карпа используют В усилителях прямой волны. Лестничные штыревые системы со связками или их модификации - бугельные системы со связками (рис. 4.12, б) - являются основными для амплитронных усилителей, работающих на обратной волне. Бугели (согнутые в виде буквы П штыри) в последнем случае применены взамен прямых штырей, что позволило уменьшить габариты приборов. Дальнейшее развитие этих систем привело к тому, что в малогабаритных усилительных приборах появились вместо бугелей лопатки (ламели) с отверстиями, через которые пропускают связки (рис. 4.13).

Рис. 4.10. ЗС типа гребенка (а) и встречная гребенка (б)

Рис. 4.11. Лестничная ЗС в волноводе с выступом (система Карпа)

Для отвода тепла от ЗС при воздушном охлаждении на их внешних стенках делают радиаторы. При жидкостном охлаждении в стенках систем выполняют каналы, по которым пропускают охлаждающую жидкость. Штыри систем, Изображенных на рис. 4.6, г, 4.7, б, 4.11, 4.12, часто изготовляют из медных трубок, подключаемых к каналам системы охлаждения.

Устройства ввода и вывода энергии, входное и выходное устройства ЗС выполняют с использованием обычных элементов связи - штырей, петель и отверстий (щелей) Их широкополосное согласование зачастую представляет собой

сложную зад?чу и ограничивает полосу рабочих частот приборов.

Следует также иметь в виду, что в приборах ЗС размещают обычно в вакуумируемом объеме, поэтому в конструкциях входного и выходного устройств должны быть вакуум-но-плотные диэлектрические окна. На рис. 4.14 показаны устройства связи спиральной ЗС с внешними прямоугольным (а) и коаксиальными (б, в) волноводами. В первом случае I волноводный вывод 1 надет на стеклян-

L.WM-1 колбу лампы 3 и возбуждается

штырем связи 2, которым заканчивается или начинается спиральная линия 4. Согласование производится реактивным шлейфом 5 с передвижным

A-/I

Рис. 4.12. Лестничная (а) и бугельная (б) системы со связками

Рис. 4.13. Ламельная ЗС со связками

короткозамыкающим поршнем 6. Наиболее широкополосное согласование с коаксиальной линией обеспечивается при использовании связанных спиралей, как показано на рис. 4.14, е.

Рис. 4.14. Устройства связи спиральной ЗС с прямоугольным (а) и коаксиальными (б, в) волноводами

В ЗС СО связками входные и выходные устройства выполняют с их помощью. Связки либо подключают к штырям,

возбуждающим прямоугольный или П-образный волновод, либо они переходят в проводники коаксиального волновода.

Одна из возможных схем возбуждения встречно-штыревой ЗС показана на рис. 4.15. Систему согласуют с помощью перестраиваемого шлейфа, в который переходит первый (возбуждаемый) штырь ЗС.

Для повышения устойчивости работы усилителей бегущей волны в ЗС вводят поглотители энергии СВЧ. Поглотителями могут быть сое-

Рис. 4.15. Возбуждение встречно-штыревой ЗС

редоточенные резисторы закрепляемые на элемен тах ЗС, например, на про водниках спирали пример но на середине ее длины или нанесенные на провод ники ЗС поглощающие слои. Такие поглотители являются взаимными: они вносят одинаковое затухание для электромагнитных волн, распространяющихся как в прямом,

так и в обратном направлениях. При этом неизбежно снижается либо коэффициент усиления, либо коэффициент полезного действия усилителя.

Можно, однако, использовать невзаимные поглотители, например ферритовые вентили, встроенные непосредственно в ЗС (см. гл. 14). Ферритовый вентиль при соответствующем включении будет поглощать энергию СВЧ, переносимую волной, отраженной от нагрузки. Не следует думать, что вентиль будет поглощать обратные пространственные гармоники: они являются лишь компонентами единого волнового процесса-

§ 4.5. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СИСТЕМ

При расчете ЗС обычно необходимо:

1) определить дисперсионную характеристику;

2) найти структуру электромагнитного поля в объеме системы, т. е. распределение в пространстве амплитуд составляющих поля;

- 3) рассчитать по известной структуре поля сопротивление связи ЗС в заданных ее сечениях, электрическую проч-