Лампа біжучої хвилі

Розрізняють ЛБХ О-типу (найбільш поширені), в яких в енергію НВЧ-поля перетворюється кінетична енергія електронів в результаті їх гальмування електромагнітним полем (при цьому постійне магнітне поле направлено вздовж електронного пучка і служить для фокусування електронів), і ЛБХ М-типу, в яких перетворення енергії, отриманої електронами від зовнішнього електричного поля, в СВЧ-енергію відбувається в просторі взаємодії, де постійні електричне та магнітне поля перпендикулярні один одному і напрямку фазової з Орост сповільненій СВЧ-хвилі (дивись Магнетрон).

Термін «лампа біжучої хвилі» зазвичай відносять до ЛБХ О-типу; вони широко застосовуються в передавальних і приймальних пристроях станцій радіолокацій, систем зв'язку через ШСЗ і радіорелейних ліній зв'язку. Поєднання високого коефіцієнта посилення, низького рівня власних шумів, відносно невеликих габаритних розмірів і маси з широкою смугою підсилюються частот, що дозволяє передавати великий обсяг інформації, робить ЛБХ одним з найбільш зручних джерел НВЧ-енергії для бортових РЛС, що встановлюються на літаках, кораблях та інших рухомих установках. ЛБХ М-типу широкого поширення не отримали.

Пристрій ЛБХ представлено на малюнку. Електронна гармата формує електронний пучок з певними перетином і інтенсивністю; швидкість електронів визначається прискорює напругою. За допомогою котра фокусує системи (періодична система постійних магнітів, соленоїд і ін.), Що створює поздовжнє магнітне поле, забезпечується необхідне поперечний переріз пучка. Уповільнює система (зазвичай у вигляді спіралі) знижує швидкість біжучої хвилі уздовж осі приладу до швидкості, близької до швидкості електронів.

Підсилюваний сигнал вводиться в замедляющую систему і виводиться з неї за допомогою пристроїв введення та виведення СВЧ-енергії. Колектор служить для уловлювання електронів. Для усунення самозбудження ЛБХ через відображення електромагнітної хвилі від кінців сповільнює системи застосовується поглинач (наприклад, у вигляді поглинає керамічного стрижня або плівки).

В ЛБХ прискорені в електронній гарматі електрони влітають в замедляющую систему, де взаємодіють з електричним полем посилюваної хвилі, яка подається через введення СВЧ-енергії. Рухаючись синхронно з хвилею, електрони в результаті взаємодії гальмуються або прискорюються - в залежності від фази електричного поля; при цьому відбувається модуляція електронного потоку по щільності - утворення згустків. У разі рівності швидкостей хвилі і електронів обміну енергією між ними не відбувається і посилення відсутня. Якщо швидкість електронів трохи перевищує фазову швидкість хвилі, згустки електронів, обганяючи хвилю, потрапляють в гальмівне поле і віддають свою енергію, посилюючи вхідний сигнал.

Головне достоїнство ЛБХ в порівнянні з іншими підсилювальними електровакуумними НВЧ приладами (наприклад, Клістрони) - широка смуга підсилюються частот (зазвичай 1-2 октави). Вихідна потужність ламп в залежності від призначення становить від часток МВт (малошумні ЛБВ у вхідних підсилювачах НВЧ приймальних пристроїв) до десятків кВт (в підсилювачах вихідних СВЧ-сигналів передавальних пристроїв) в безперервному режимі і до декількох МВт в імпульсному режимі; коефіцієнт посилення досягає 30-50 дБ і більше.

Літ. Лебедєв І. В. Техніка і прилади СВЧ. 2-е изд. М. 1972. Т. 2.

пов'язані статті