ной характеристикой ЗС. Последняя должна иметь горизонтальный участок со слабой зависимостью фазовой скорости от частоты. В ЛБВО можно получить перекрытие по частоте / ax min = 2-3, а А / ЮО % и более. Ограничивающим фактором может явиться качество согласования входа и выхода ЗС ЛБВО. Из рисунка видно, что частотная характеристика имеет неравномерности в полосе Д/. Ширину А/ обычно определяют из условия снижения Кр на крайних частотах (/min и /max) на 3 дБ по сравнению со значением на средней частоте /о. Допустимое отклонение Кр в полосе А/ также не должно превышать 3 дБ от значения Кр на частоте /о.

Рис. 9.21. Зависимость Р^п от / Рис. 9.22. Зависимость Дф от

На рис. 9.22 изображена фазовая характеристика: зависимость разности фаз Дф между колебаниями на входе и выходе ЛБВО от LUJU. Фазовые характеристики необходимы при создании допплеровских радиосистем и широкополосных усилительных цепочек. Фазовая характеристика может быть приближенно описана зависимостью

Дф~-105Л/зеА^о/(/о,

(9.23)

где Аф - выражено в градусах.

Видно, что для получения хорошей фазовой стабильности необходимо обеспечить хорошую стабильность напряжения Uo, так как фазовая чувствительность (изменение фазы на 1 % изменения составляет при Л'з^. = 20

около 20°. Полная фазовая задержка для ЛБВО равна 8000-10 000 На рис. 9.20, а была представлена зависимость Аф от Рд, из которой следовало, что при изменении Рвх

появляется паразитная фазовая модуляция из-за влияния входного сигнала на энергообмен в ЛБВО.

В связи с тем, что ЛБВО можно использовать для усиления слабых сигналов, а также в связи с тем, что возрастают требования к качеству сигналов на выходе передатчиков, важно знать шумовые характеристики ЛБВО. Шумы возникают за счет работы катода ЭП, неидеальной фокусировки электронного потока и попадания электронов на ЗС, влияния ионов оставшегося внутри ЛБВО газа. Шумы в ЛБВО можно снизить, уменьшив /о, улучшив фокусировку потока в ЭП, используя специальные ее конструкции, улучшив фокусировку электронного потока магнитным полем на всей длине взаимодействия, применяя конструкции ЗС, в которых наблюдается минимальное оседание электронов. Исследования показали, что в ЛБВО обычно устанавливается стоячая шумовая волна. Поэтому целесообразно входное устройство прибора располагать в том месте ЗС, где имеет место узел этой волны. Дополнительного уменьшения шумов можно достигнуть, охлаждая ЛБВО.

Шумы в ЛБВО и других усилительных приборах СВЧ оценивают с помощью коэффициента шума

вых/вых

где Ршвых. Рш вх соответственно мощности шумов на выходе и входе ЛБВО. Если К'ш = 1, то шумы в приборе отсутствуют. Коэффициент шума обычно измеряют в децибелах: /С„, = 10 Ig К'ш. У малошумящих ЛБВО К'ш == 2,5 н-+ 20 (Кш = 4-5-13 дБ), у сильношумящих - К'ш = 20 4- 1000 (Кш = 13 ч- 30 дБ).

В последнее время ЛБВО начали применять для усиления нескольких сигналов, т. е. использовать их в многочастотных режимах.

Теория этого вопроса сложна и вывод всех соотношений сопряжен со значительными математическими трудностями. Поэтому остановимся лишь на некоторых выводах, полученных из проведенных в этом направлении исследований. Если на вход ЛБВО подать два гармонических сигнала, частоты которых щ и щ лежат в полосе усиления, то это приведет к появлению в спектре электромагнитного сигнала высших гармоник (па, тщ, где п, m = 1, 2, 3, ... т. д.) и комбинационных частот (па d= тщ). В зависимости от выбранного режима работы ЛБВО возможно либо

одновременное усиление каких-то гармоник или комбинационных частот, либо подавление ненужных составляющих. Процесс взаимодействия электронного потока с электромагнитным полем в многочастотном режиме имеет сложный характер. Происходит перераспределение энергии между составляющими спектра, так как в процессе взаимодействия фазовые соотношения между ними изменяются.

-10 О 10Pi,2/PmM -ю о 10P JPJE а) 5)

0,8 0,9 й)г/й}, г)

Рис. 9.23. Характеристики ЛБВО в двухчастотном режиме работы

Если на вход ЛБВО подано два сигнала с разными частотными спектрами, то под режимом усиления понимают такой режим, когда и на выходе превалируют усиленные сигналы с теми же спектрами. На рис. 9.23 представлены характеристики ЛБВО, работающей в двухчастотном режиме. Из рисунка видно, что при значитетьной разности в уровнях входных сигналов (Pjg Pb\i или Р^ Pi) их взаимное влияние невелико, и выходная мощность (рис. 9.23, а) и к. п. д. (рис. 9.23, б) практически не зависят от соотношения входных мощностей. Если Р^ч и Рвл соизмеримы, то сигналы сильно влияют друг на друга. Положение области взаимного влияния на оси абсцисс зависит не только от отношения Рвхг/вх!. ио и от их абсолютных значений. Это становится ясно прм рассмотрении рис. 9 23, в, на котором приведены зависимости Р^ых! и выч2 от Рвх1 для различных значений Рва