1tom - 0365.htm
427
повторяющиеся через сравнительно большие промежутки времени. Для создания положит, обратной связи в них применяют импульсный трансформатор с малой индуктивностью рассеяния и малой паразитной ╦мкостью.
В генераторах пилообразного напряжения используют заряд или разряд ╦мкости через сопротивление в схемах с электронными лампами, транзисторами, опе-рац. усилителями.
Генераторы СВЧ. В генераторах СВЧ применяют разнообразные колебат. и волповодиые системы (объ╦мные резонаторы, волноводы, замедляющие системы и т. д.), характерный размер к-рых / ~ >-. В основе работы их активных элементов (эл.-вакуумных и твердотельных приборов) лежат разнообразные физ. принципы передачи энергии электронов эл.-магн. полю, использующие как разл. механизмы излучения отд. электронов (тормозное, переходное, черепковское, синхротронное), так и разл. механизмы группировки потока электронов в движущиеся сгустки, создающие токи СВЧ и приводящие к индуциров. излучению.
Ламповые и транзисторные генераторы СВЧ представляют собой разл. модификации IC-геператоров, в к-рых применяют объ╦мные резонаторы и колебат. системы с распредел╦нными параметрами, триоды, тетроды и транзисторы спец, конструкции. Использование в ламповых генераторах плоских и коаксиальных металлокерамич. триодов обеспечивает получение импульсной мощности от РВых~10 кВт па частоте /~0,5 ГГц до РПЬ1Х~2 кВт при /≈6 ГГц. Резнатроны (тетродные генераторы с резонаторами внутри вакуумной оболочки) имеют ещ╦ большую мощность в дециметровом диапазоне. Транзисторные генераторы СВЧ имеют малые размеры и массу, низковольтное питание, возможность электрич. перестройки частоты. В них применяют как биполярные, так и полевые транзисторы, позволяющие достигать более высоких частот -≈∙ 10 ГГц. Для получения ещ╦ больших частот иногда используют сочетание транзисторного генератора и умножителя частоты в одном приборе, Транзисторы имеют широкую полосу рабочих частот Дфакт^А^пасс? что обеспечивает электрич. перестройку частоты генераторов в пределах до неск. октав при изменении напряжения на включ╦нном в резонатор варакторе (запертом диоде, ╦мкость к-рого зависит от прилож. напряжения) либо при изменении магн. поля па помещ╦нной в резонатор ЖИГ-сфере (монокристалле железо-иттриевого граната, индуктивность к-рого зависит от магн* поля).
В диодных генераторах СВЧ используют лавиино-прол╦тные диоды, туннельные диоды, и Ганна диоды, в к-рых при определ╦нных условиях в полосе частот Ашакт появляется отрицат. дифференц. сопротивление, зависящее также от тока и напряжения на диоде. Включение такого диода в колебат. цепь СВЧ приводит к компенсации нотерь в цепи и самовозбуждению колебаний на соответств. частотах. Диодные генераторы работают в диапазоне частот 1 ≈100 ГГц, наиб, выходная мощность (до неск. Вт в непрерывном режиме) достигается при использовании лавишю-пролетных диодов и диодов Ганна. Применяются меха-нич. перестройка частоты диодных генераторов СВЧ при изменении геом. размеров резонатора, электрич. перестройка частоты при изменении напряжения на диоде или при использовании варактора и ЖИГ-сфер. Частота Г. э. к. на лавинно-прол╦тных диодах и диодах Ганна перестраивается механически в пределах октавы, а электрически ≈ в диапазоне 15≈40%.
Диодные и транзисторные генераторы применяются в качестве источников СВЧ-колебаний малой и ср, мощности (до десятков Вт в непрерывном режиме), они обладают рядом преимуществ перед эл.-вакуумными генераторами аналогичного назначения по размерам и массе, потребляемой мощности, долговечности и совместимости с микросхемами. Вместе с тем предельная
- w28 Физическая энциклопедия» т. 1
мощность твердотельных генераторов ограничена вели- & чнной рассеиваемой в полупроводнике тепловой энергии О и, по теоретыч. оценкам, не превышает для одного прибора 100 Вт на частоте 10 ГГц, 10 Вт на частоте 30 ГГц.
Генераторы СВЧ с д и н а м и ч. управ- щ л е н и е м электронным потоком в ваку- ди умных электронных приборах (клистронах, магнетрон- ш пого типа приборах^ лампах обратной волны, лампах бегущей волны и др.), в отличие от ламповых генераторов на триодах и тетродах со статич, управлением электронным потоком, существенно используют инерцию электронов. Взаимодействие электронных потоков с эл.-маги. полем слагается из двух процессов: возбуждения эл.-магн. поля в объ╦мном резонаторе, волноводе или замедляющей системе движущимися электронами и группировки (фазовой фокусировки) электронов при воздействии эл.-магн. поля на движение электронов.
В клистропных генераторах применяются отражательные и прол╦тные клистроны. Часто они заменяются твердотельными генераторами, однако спец. конструкции отражат. клистронов (м и н и т р о н ы) сравнимы с ними по своим размерам и питающим напряжениям.
Лампы обратной волны (ЛОВ) применяют в качестве Г. э. к. малой и ср. мощности; их гл. преимущество ≈ большой диапазон электронной (электрич,) перестройки частоты. Диапазон электронной перестройки частоты определяется гл. обр. полосой пропускания замедляющей системы и может составлять неск. октав; их используют как гетеродины, задающие генераторы передающих устройств, для радиоспектроскопии и др.
Генератором высокостабильпых колебаний миллиметрового диапазона является оротроы ≈ прибор с прямолинейным электронным потоком, взаимодействующим с полем открытого резонатора, в к-рый помещена металл 114. реш╦тка. Взаимодействие прямолинейного потока с эл.-магн. полем и группировка за сч╦т воздействия на электроны продольной составляющей поля характерны для СВЧ-прлборов 0-типа.
Имеется много генераторов СВЧ на магнетронного типа приборах, в к-рых электроны взаимодействуют с эл.-магн, полем при одиоврем. движении в перпендикулярных электрич. и магн. полях. При этом электроны передают эл.-магн, полю свою потенц. энергию, взаимодействуя с продольной (по отношению к их дрейфовой скорости) составляющей перем. электрич. поля, а группируются под действием поперечной составляющей этого поля. Наиб, распростран╦нным типом СВЧ-генераторов являются импульсные магнетроны, применяемые в радиолокации.
Наиб, мощность достигнута на магнетронах дециметрового диапазона; значит, мощность получена и на более коротких волнах. Магнетроны непрерывного режима широко применяют для нагреват. СВЧ-аппа-ратуры. Магнетроны характеризуются большим значением кпд.
В м и т р о н а х колеСат, системой служит замкнутая в кольцо замедляющая система типа встречные штыри со слабо выраженными резонансными свойствами, что допускает значит, перестройку частоты генератора (в 3 раза) при изменении напряжения анод≈катод. Др. генераторами магнетронного типа являются лампы обратной волны Л/-типа, стабилотропы, отличающиеся от магнетрона разомкнутой колебат. системой и подключ╦нным к ней внеш. высокодобротпым резонатором, обеспечивающим высокую стабильность частоты генерируемых колебаний, и др, приборы.
Генераторами мощных колебаний миллиметрового диапазона волн являются мазеры на циклотронном резонансе. В них применяются винтовые электронные пучки в продольном статич. магн, поле, взаимодействующие с поперечным по отношению к оси пучка перем. электрич. нолем резонатора или волновода. Возбуждение колебаний происходит на циклотронной частоте вращения электронов в магн. поле или на одной из е╦ -*. гармоник, а группировка электронов в сгустки обуслов- 433
")
}
