количественно в децибелах определяются выражением

где Pg, - подаваемая на вход ЗС, а Рвых - снимаемая с выхода ЗС мощность.

Потери обычно измеряют экспериментально. При этом в измеренные потери включают и потери в входных и выходных устройствах (переходах) ЗС и потери на отражение. Важная характеристика ЗС - зависимость потерь от частоты обычно имеет вид, представленный на рис. 4.5, где /i - /а - полоса рабочих частот.

§ 4.4. ТИПЫ И ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СИСТЕМ

Конструкции ЗС, а также входных и выходных устройств определяются необходимостью выполнить требования получения заданных значений дисперсии, сопротивления связи и согласования в полосе рабочих частот. Кроме того, в ЗС должна рассеиваться более или менее значительная теплота, они должны иметь необходимую электрическую прочность, достаточно малые массу и габариты *, а также быть технологичными в изготовлении.

Рис. 4.6. Спиральные ЗС:

а - круглая спираль; б - ее крепление с помощью диэлектрических стержней: в - прямоугольная спираль: - прямоугольная спираль с реактивными поддержками

ЗС могут быть образованы путем преднамеренного искажения конфигурации обычных фидерных линий так, чтобы длина пути, пробегаемого электромагнитной волной, была

* В миллиметровом диапазоне длин волн для обеспечения технологичности изготовления, увеличения электрической прочности и теплоемкости конструкций ЗС, размеры их элементов стараются увеличить,

больше того расстояния, которое проходит электронный поток между двумя идентичными точками в соседних ячейках - принцип геометрического замедления.

Наиболее характерными представителями этого типа ЗС являются спиральные (рис. 4.6, а). Однозаходные (однопроводные) спирали широко применяют в лампах прямой волны 0-типа. Электронный поток в виде тонкого луча пропускают по оси спирали. Спираль обычно закрепляют между четырьмя диэлектрическими стержнями, выполненными из керамики или кварцевого стекла (рис. 4.6, б). Двухпроводные спирали со встречной намоткой используют в лампах обратной волны.

Рис. 4.7. Меандровые ЗС: а - полосковая; б- с реактивными поддержками

Прямоугольная спираль (рис. 4.6, в) часто встречается в усилительных приборах прямой волны М-типа. Электронный поток в этом случае пропускают сбоку проводников. Для крепления прямоугольной спирали (С) к корпусу (К) лампы и отвода теплоты, выделяющейся на проводниках спирали при оседании на них части электронов потока, применяют четвертьволновые поддержки (рис. 4.6, г), введение которых, однако, уменьшаетширокополосность системы. В первом приближении можно считать, что по проводникам спирали распространяется со скоростью света поперечная волна. Из геометрии системы следует, что коэффициент замедления не зависит от длины волны н определяется как отношение длины витка спирали к ее шагу. Таким образом, дисперсия однозаходной спирали (без учета влияния реактивных поддержек) должна быть очень слабой, а такая ЗС - широкополосной.

В изогнутой полосковой линии (рис. 4,7, а), называемой также м е а н д р о в о и линией, преобладает поперечная волна, скорость распространения которой вдоль полос-

нового проводника определяется материалом подложки *>. Электронный поток пропускают вблизи поверхности ЗС.

Применение находят также линии типа меандр с реактивными поддержками (рис. 4.7, б). Они образованы вертикальными участками бугелей (АВ), соединенными между собой перемычками (ВС). Горизонтальные участки бугелей (А К, В К) выполняют роль четвертьволновых поддержек. Можно считать, что в таких системах используют геометрическое замедление, как и в системах типа петляющий волновод (рис. 4.8).

/1-Л

у

Рис. 4.8. ЗС типа петляющий волновод

Рис. 4.9. ЗС типа диафрагмированный волновод

Последние легко представить себе как плоский волновод со срезанной узкой стенкой, изогнутый подобно полосковой линии (см. рис. 4.7, а). Электронный поток пропускают справа от края ЗС вблизи плоскости 0 - 0 (рис. 4.8).

Часто ЗС образуют последовательным включением резонаторов того или иного типа. Так, на рис. 4.9 представлена ЗС, полученная включением диафрагм в круглый волновод. У такой системы основная гармоника - прямая. Благодаря удобству теплоотвода диафрагмированный волновод можно использовать в мощных усилителях прямой волны 0-типа. Электронный поток пропускают вдоль оси системы. Для повыщения связи между резонаторами в диафрагмах прорезают специальные отверстия.

Находят применение ЗС типа гребенка (рис. 4.10, а) и встречная гребенка (рис. 4.10, б), а также ш т ы р и и в с т р е ч н ы е ш т ы р и , у которых глубина впадин между гребнями или длина щтыря таковы, что на них укладывается примерно четверть длины распространяющейся в системе электромагнитной волны.

* Часто используют бериллиевую керамику, обладающую хорошей теплопроводностью, высокими механическими характеристиками и низкими диэлектрическими потерями на СВЧ,