с распределенной эмиссией катода, роль коллектора в которых выполняет цилиндрический анодный блок (ЗС, конструктивно замкнутая в кольцо, имеющая электрически разделенныевход и выход). Из этих ламп амплитроны (ЛОВ) освоены лучше, чем ультроны (ЛБВ). Электронный поток в них замкнут (рис. 9.4, а), как и в магнетронах. Последние с точки зрения общей классификации могут быть причислены к рассматриваемым приборам, но работают только как автогенераторы, поскольку ЗС в них замкнута

Рис. 9.4. Конструктивные схемы приборов М-типа с замкнутым электронным потоком (а), дематронов линейной (б) и цилиндрической (в) конструкций, приборов с инжектированным лучом (г):

/- катод; 2 - ускоряющий анод; J - иеэмнттирую-

щий катод;

коллектор

Эмиттирующий катод с распределенной эмиссией может создавать и разомкнутый электронный поток. В этом случае катод обычно плоский, а ЗС параллельна ему. Так как не все электроны попадают на ЗС, для сбора оставшихся электронов используется коллектор (/С). К таким приборам относятся работающие на прямой волне дематрон,ы (рис. 9.4, б, в). Использование разомкнутого электронного потока, с одной стороны, повышает устойчивость и расширяет полосу усиления, с другой - снижает к. п. д.

* Замыкание ЗС превраихает ее в PC.

Приборы с инжектированным лучом (рис. 9.4, г) имеют электронную пушку с короткой оптикой (см. рис. 2.18, б), создающую в пространстве взаимодействия между ЗС и неэмиттирующим катодом ленточный поток электронов. Электронная пушка сложнее эмиттирующего катода и имеет на один-два порядка меньший первеанс. Поэтому приборы с инжектированным лучом обладают меньшими возможностями при генерации высоких уровней мощности. Однако такие ЛБВМ, как 5иматроны, могут иметь полосу усиления порядка октавы, а ЛОВМ в автогенераторном режиме (карсинотроны) обеспечивают более чем тридцати процентную перестройку .рабочей частоты при изменении напряжения в относительно небольших пределах. Конструктивная схема этого прибора отличается от изображенной на рис. 9.4, г тем, что имеется только вывод энергии СВЧ, находящийся на конце ЗС, ближнем к ЭП. Дальний конец ЗС, расположенный вблизи коллектора, нагружен на внутриламповую согласованную нагрузку, обеспечивающую режим бегущей волны в ЗС внутри диапазона рабочих частот прибора.

При работе на рассогласованную внешнюю нагрузку отраженный сигнал мало влияет на частоту и выходную мощность прибора, так как поглощается, пройдя ЗС, в согласованной внутриламповой нагрузке. Это значительно ослабляет эффект длинной линии в генераторах, построенных на таких приборах. К группе ЛОВМ с инжектированным лучом относится также усилитель обратной волны - битермитрон (рис. 9.4, г), имеющий вход у коллекторного конца ЗС. Прибор работает в режиме принудительной синхронизации, когда частота генерации навязывается входным сигналом. Заметим, что приборы с инжектированным лучом могут, как и дематрон (рис 9.4, б), иметь линейную конструкцию, в которой ЭП с ускоряющим анодом находится левее неэмиттирующего катода.

В комбинированном приборе - бидематроне - имеется ЭП и секционированный катод, у которого часть, примыкающая к ЭП, - неэмиттирующая. Ближняя к коллектору и выводу энергии СВЧ (прибор работает на прямой волне) часть катода обладает распределенной эмиссией и является также источником электронов, Первая секция усилителя работает как биматрон на инжектированном луче, хорошо усиливая сигнал в достаточно широкой полосе частот. Во второй (выходной) секции происходит с достаточно хорошим к. п. д. наращивание СВЧ-мощности

сигнала за счет использования тока эмиссии высокой плотности с выходного участка катода. С целью повышения устойчивости ЗС прибора также делают секционированной. В бидематронах используют достоинства усилителей с распределенной эмиссией катода (возможность получать большие уровни мощности) и усилителей с инжектированным лучом (высокий коэффициент широкополосного усиления).

2. Амплитроны. Это ЛОВМ (рис. 9.4, а), которые являются усилителями обратной волны с разомкнутой ЗС и с замкнутым в пространстве взаимодействия электронным потоком. По внутренней поверхности цилиндрического анодного блока прибора размещены ячейки ЗС обычно штыревого, бугельного или ламельного типов со связками (см. рис. 4.12, 4.13). В ЗС используют минус первую пространственную гармонику. Связки разомкнуты, а в их разрыве оказывается одна холостая ячейка ЗС, которая разделяет выводы энергии из амплитрона. Выводы могут быть выполнены на основе прямоугольных или коаксиальных волноводов и возбуждаться подсоединением концов связок. Чтобы исключить возможность самовозбуждения на паразитном для амплитрона магнетронной я-виде колебаний, число ячеек ЗС всегда берут нечетным, в пределах = И -т- 21.

Вдоль двухпроводной линии связок распространяется волна, близкая по структуре к поперечной. Возбуждение связок - противофазное, т. е. между потенциалами (относительно корпуса) точек на связках, лежащих в одном поперечном сечении, сдвиг по фазе равен л. Такая линия связок с периодически (на расстоянии по внутреннему радиусу анодного блока) подключенными полуволновыми резонаторами - штырями сводится к эквивалентной схеме, приведенной на рис, 4.17. Если фазовый набег на ячейку схемы равен в, то с учетом противофазности возбуждения линии связок фазовый угол фр в (4.10) нужно принимать равным в + д, а для основной обратной гармоники ф-, = = в + д - 2я = в - д. Это означает, что фазовая скорость используемой в амплитроне обратной гармоники *

Уф = -а)1е/(в-я) = а)1,/(д-в). (9.1)

При выполнении условия синхронизма в результате фазовой фокусировки в пространстве взаимодействия ампли-

В (9.1) угол (л - в) - это сдвиг по фазе между СВЧ-потен-Циалом соседних штырей в направлении движения энергии по ЗС ампли трона.