неаасинхронизированного амплитрона. Пройдя через ЗС *> и фазовращатель, включенный во входную цепь, энергия отраженных колебаний будет поглощена в оконечной нагрузке, за исключением спектральных составляющих, частоты которых приблизительно равны резонансной частоте /о внешнего высокодобротного резонатора. Энергия этих составляющих частично отразится от места подсоединения резонатора и вернется на вход амплитрона. Таким образом, на частоте /о ч^пь обратной связи оказывается замкнутой и при выполнении условий баланса фаз (с помощью

Рис. 9.11. Схема стабилотрона:

А -амплитрон; РР - регулируемый рассогласователь; РФ - регулируемый фазовращатель; BP - высокодобротный перестраиваемый резонатор; СН - согласованная нагрузка; Р - феррнтовый вентиль

фазовращателя) и амплитуд (регулировкой отраженной мощности с помощью рассогласователя) стабилотрон возбуждается и генерирует мощные колебания, высокостабильные по частоте, что определяется добротностью резонатора. Последний вынесен из нагревающегося объема прибора и включен во входной тракт, где мощность сравнительно мала. Следует, однако, отметить, что современные коаксиальные магнетроны не уступают стабилотронам ни по степени затягивания, ни по электронному смещению частоты.

Основные достоинства усилителей с замкнутым электронным потоком, обеспечивающие их широкое применение в многоступенчатых усилительных цепочках передатчиков на средних и высоких уровнях мощности: высокий к. п. д. (до 90 %); возможность генерировать большую мощность СВЧ при относительно невысоких напряжениях; высокие линейность ФЧХ и стабильность фазы на выходе приборов; относительная простота конструкции приборов, его высокая технологичность и низкая стои-

* В схеме используют свойство прозрачности ЗС амплитрона на проход.

мость. Передатчики на этих приборах достаточно просты, имеют малые массу, габариты и стоимость.

Недостатки усилителей с замкнутым электронным потоком состоят в том, что их можно использовать лишь при импульсной и частотно-фазовых видах модуляции; ширина полосы рабочих частот ограничена (она составляет 8-15 %); коэффициент устойчивого усиления не выше 15-20 дБ (два последни}- недостатка в меньшей степени Р^ зс \,еК проявляются в ультро- -ЖШЯ/Г' нах). Л? Пса^оГ

Эти приборы широко /

применяют в передатчи- / i *. (К

ках различных РЛС как /ЕЗММ

наземных, так и борто- \/ /гготг/?

вых, в энергетических ix

установках и т. д. р^ц, g 12. Амплитудные характерис-

3. Дематроны-лам- тики и формирование сгустков элек-ПЫ прямой волны (см. тронов в ненасыщенном (/) и насыщен-рис. 9.4, б, в) - также (2) Дематроне

имеют катод с распределенной эмиссией и разомкнутый электронный поток. Механизм взаимодействия в них в общих чертах рассмотрен в § 2.3 (пример 2). Рассмотрим теперь, каким образом в этих приборах электроны потока передают энергию прямой волне.

Сгустки электронов при плоской конструкции прибора начинают формироваться под действием фазовой фокусировки у входного конца ЗС. Если сгустки будут окончательно сформированы (т. е. достигнут ЗС) лишь у коллекторного конца (/С), то амплитудная характеристика дема-трона окажется линейной (рис. 9.12, схема 1, кривая 7). Коэффициент усиления при достаточной длине ЗС может быть довольно большим (20 дБ и более), но к. п. д. прибора - низким. Это связано с тем, что значительная часть электронов будет оседать на коллекторе, не передав всю потенциальную энергию полю. Прибор работает в ненасыщенном режиме.

Если дематроны работают в режиме насыщения, то амплитудная характеристика (схема 2, кривая 2 на рис. 9.12) нелинейна, при этом их к. п. д. удается поднять до 35 - 40 % при коэффициенте усиления 12-15 дБ.

Отсутствие замкнутости электронного потока, работа на прямой волне и применение широкополосных ЗС поз-

8* 227

воляет расширить полосу рабочих частот дематрона до 20-30 %. При использовании вторично-эмиссионного катода такой прибор полностью управляется входным СВЧ-сигналом и работает в безмодуляторном режиме с подачей на анод (ЗС) и коллектор постоянного напряжения. Стабильность фазовой характеристики и относительно маЛые габариты позволяют использовать дематроны в ячейках АФАР. Высокопервеансный катод с распределенной эмиссией обеспечивает получение значительной как импульсной, так и средней мощности.

4. Биматроны (ЛБВМ) - усилители с инжектированным лучом - могут иметь конструкцию с цилиндрическими электродами (см. рис. 9.4, г) и с плоскими электродами (рис. 9.13). Рассмотрим, как работают эти приборы.

Вылетевшие из катода t электроны оказываются под действием статических магнитного с индукцией В и электрического с напряженностью Е, создаваемого ускоряющим анодом 2, полей. Двигаясь по циклоиде, электроны на вершине первой петли вводятся в пространство взаимодействия между ЗС и со скоростью V =

Рис. 9.13. Схема плоского биматрона (ЛБВМ) и подачи на него питающих напряжений

неэмиттирующим катодом = 2Е1В. В

dy dt

дальнейшем, если не учиты-

вать влияние электродинамических сил, электронный поток должен двигаться, образовав плоскую ленту, параллельно ЗС в направлении к коллектору 4 со скоростью у = (fj 4- EJ/{dB), где d - расстояние между катодом 5 и внутренней поверхностью ЗС. Это возможно при условии, если 2Е/В - (Е, + E)/{dB), т. е. электростатическое поле в пространстве взаимодействия должно быть вдвое больше поля ускоряющего анода (иначе электронный поток будет отклоняться либо к ЗС, либо к катоду 5).

При подаче на вход ЗС сигнала электронный поток оказывается под действием нормальной и тангенциальной составляющих СВЧ электрического поля, которые осуществляют фазовую фокусировку. За счет этого электронный поток приобретает волнистую форму с утолщениями в об-