ным в сгустки электронным потоком. Очевидно, что ЛОВ любого типа должны иметь меньшую устойчивость по сравнению с ЛБВ, т. е. быть более склонными к самовозбуждению. При выполнении в ЛОВ условия баланса амплитуд (баланс фаз в данном случае выполняется как условие синхронизма) приборы легко переходят в режим автогенерации.

ЛБВ, как и пролетные клистроны, используют обычно в качестве генераторов с независимым возбуждением в усилительных цепочках. Если необходимо получить автогенераторный режим, искусственно создают внешнюю цепь обратной связи.

Электронный поток

1111

> I

1 I I I I I I I I I I I I I

Электронный поток

Рис. 9.1. Схематическое представление энергообмена между электронным потоком и электромагнитной волной в ЗС:

а - в ЛБВ; б - в ЛОВ ( ф^ фазовая скорость гармоники, находящейся в синхронизме о электронным потоком)

Рис. 9.2. Дисперсионные характеристики ЗС с основными прямой (а) и обратной (б) гармониками

Приборы обратной волны такие, как ЛОВ М-типа (кар-синотроны), а также ЛОВ 0-типа, используют в основном как автогенераторы. Амплитроны и битермитроны широко применяют в режиме синхронизированных генераторов, для которых характерно захватывание частоты генерации внешним сигналом.

Дисперсионные характеристики ЗС с основными прямой и обратной гармониками (рис. 9.2, а, б) отличаются друг от друга. Если для первых в диапазоне рабочих длин волн

hi - к характерна независимость коэффициента замедления / = c/Vф от длины волны (частоты), то для вторых коэффициент замедления изменяется от 1 до 4. Это означает, что у ЛБВ при фиксированном напряжении, определяющем скорость электронного потока, условие синхронизма выполняется хотя бы приближенно в полосе рабочих частот и при изменении частоты сигнала не требуется подстройка рабочего напряжения. При работе ЛБВ в режиме автогенератора с внешней цепью обратной связи перестройка частоты генерации должна проводиться с помощью фазовращателя.

У ЛОВ в соответствии с рис. 9.2, б при изменении напряжения, определяющего скорость электронного потока, будет меняться частота, на которой выполняется условие синхронизма. Так как последнее для автогенератора на ЛОВ является условием баланса фаз, перестройка его по частоте выполняется за счет изменения напряжения. Эта чисто электрическая перестройка частоты может осуществляться с высоким быстродействием.

ЛОВ может работать и в усилительном режиме. ЛОВ-усилители используют либо как узкополосные резонансные усилители, перестраиваемые по частоте изменением напряжения, либо как широкополосные усилители. В последнем случае внутреннее сопротивление источника анодного питания должно быть выбрано так, чтобы с изменением рабочей частоты менялись анодный ток и напряжение на аноде, т. е. происходила автоматическая подстройка ЛОВ. Это, однако, сопровождается изменением выходной мощности усилителя.

В § 2.3 были описаны два механизма передачи энергии электронного потока электромагнитному полю при их длительном взаимодействии, относящиеся к приборам с бегущей волной М- и 0-типа (примеры 2 и 3 соответственно). В каждом из этих типов приборов различают такие, где поток взаимодействует с прямой пространственной гармоникой ЗС (ЛБВМ и ЛБВО) и где поток взаимодействует с обратной гармоникой (ЛОВМ и ЛОВО).

Сравним основные параметры приборов бегущей волны М- и 0-типов. Различия между приборами этих типов весьма существенны и в значительной степени определяют специфику их применения.

1. В приборах М-типа электроны при взаимодействии передают СВЧ-полю потенциальную энергию. Средняя скорость электронов при их движении вдоль ЗС

при этом не изменяется, она определяется, как и у магнетронов напряженностью электрического и индукцией магнитного статических полей в соответствии с (2.18) Таким образом, условие синхронизма при взаимодействии не нарушается, и принципиально в приборах этого типа есть возможность получать высокие значения к. п. д.

В приборах 0-типа электроны при взаимодействии отдают электромагнитному полю ЗС кинетическую энергию. Условие синхронизма в этих приборах может выполняться лишь приближенно, скорость электронов должна быть несколько больше фазовой скорости взаимодействующей гармоники. При этом передаваемая полю часть кинетической энергии потока определяется разностью между скоростями движения электронов в потоке и фазы взаимодействующей гармоники. Как только эта разность становится равной нулю и условие синхронизма выполняется точно, передача энергии от электронов полю прекращается. Допустимой разностью этих скоростей и определяется значение к. п. д. приборов 0-типа. Оставшаяся кинетическая энергия потока может быть после окончания процесса взаимодействия частично возвращена источнику ускоряющего напряжения при рекуперативном торможении электронного потока на подлете к коллектору. Однако несмотря на это, к. п. д. приборов 0-типа меньше, чем приборов М-типа.

2. В приборах М-типа нет необходимости создавать электронные потоки малого поперечного сечения; взаимодействие поля эффективно и с потоками, эмит-тируемыми катодами с большой эмиссионной поверхностью, такими, как катоды у магнетронов (см. § 2.4).

В приборах же 0-типа механизм взаимодействия таков, что необходимо применение электронных пушек (ЭП), формирующих электронный поток в виде тонкого луча и обладающих относительно малым первеансом (2.51). Поэтому большая часть приборов М-типа работает при менее высоких питающих напряжениях, чем приборы 0-типа равной выходной мощности. Габариты и масса источников питания приборов М-типа тоже меньше.

Наконец, ЛБВО, так же как и клистроны, при работе с напряжениями более 50 кВ приходится экранировать для устранения рентгеновского излучения.

3. В приборах М-типа все электроны или их значительная часть оседают на элеме}1тах ЗС, выполняющей роль анода, и разогревают их. Поэтому в этих приборах кон-