иаченные для работы с большим уровнем мощности в импульсном режиме и с меньшим - в непрерывном режиме. Максимальные выходные мощности ЛБВО достигают единиц киловатт в непрерывном ре-гкиме и единиц мегаватт - в импульсном.

К. п. д. Г] = Рвых/о- Так как мощность не зависит от уровня возбуждения, режимы максимальной выходной мощности и максимального к. п. д. совпадают. Изменение входной мощности сопровождается перераспределением энергии электронов, идущей на усиление поля, нагревание коллектора и замедляющей системы. Даже в режиме максимальной мощности и к. п. д. основная часть энергии электронов затрачивается на нагревание коллектора. К- п. д. ЛБВО оказывается ма- Pi,ix лым. За счет использования прецизионных фокусирующих систем и секционированных замедляющих систем* удалось получить г] = 40 - 50%. Некоторое увеличение к. п. д. может быть достигнуто, так же как и в клистронах (см. § 10.4), путем понижения потенциала коллектора. При этом электроны перед коллектором Рис. 10.19

попадают в постоянное тор.\юзящее

поле, уменьшают скорость и отдаю г часть своей кинетической энергии, что снижает мощность, потребляемую коллекторной цепью

Коэффициент усиления ЛБВ максимален при малой мощности возбуждения (режим / на рис. 10.18). В этом случае

Ку = 47,3 СА - 9,5,

где А =20--25 - электрическая длина замедляющей системы, выраженная в числе длин волн; /(у - в дБ Параметр усиления

С = ] о/св/(4£о),

где /?дв - сопротивление связи, зависящее от относительной амплитуды рабочей пространственной гармоники, - ускоряющее напряжение, при котором выполняется условие синхронизма на рабочей пространственной гармонике. Для мощных ЛБВ указывают коэффициент усиления в режиме максимальной лющности, определяемый по амплитудной характеристике (рис. 10.18). Он может составлять десятки децибел.

Большое влияние на выходную мощ[юсть Рвых и коэффициент усиления оказывает выбор ускоряющего напряжения £(, (рис. 10.19). Изменение вызывает изменение скорости электронов Ур- Максимальная выходная мощность соответствует оптимальному напряжению

* Между изолированными секциями замедляющей системы типа диафраг-*ированный волновод устанавливают значения потенциала, увеличивающиеся направлении от катода к коллектору, чем компенсируется уменьшение скорости с>о в процессе усиления поля.

Epopt, при котором выполняется условие эффективной передачи энергии от электронов полю; Vg % (условие синхронизма).

Сдвиг фаз между напряжениями иа входе и выходе ЛБВ велик и . .южет составлять тысячи градусов. Причиной этого является прежде всего большая электрическая длина замедляющей системы (20-25 длин волн). Сдвиг фаз зависит от ускоряющего напряжения Eq и входной мощности Рех- Влияние ускоряющего напряжения является очень сильным; изменение его на 1% {AEJE = 1%) вызывает изменение сдвига фаз Дф на десятки градусов*. Информация о фазе вход-;юго сигнала в лампе распространяется по электромагнитному полю и электронному потоку, поскольку электронные сгустки наводят поле в различных сечениях замедляющей системы. При увеличении Eq

Рис. i0.20

Рис. 10.21

увеличивается скорость электронов, уменьшается сдвиг фаз, вносимый лампой (рис. 10.20). Увеличение входной мощности приводит к увеличению напряженности электрического поля, осуществляющего торможение электронов, уменьшению скорости движения электронов и, гледовательно, росту сдвига фаз (рис. 10.21). В результате в ЛБВ, так же как и в многорезонаторном клистроне, появляется амплитудно {(Эзовая конверсия (см. §10.4).

Рассмотрим некоторые особенности эксплуатации этих ламп.

Мощность возбуждения при усилении модулированных сигналов выбирают с учетом формы амплитудной характеристики (см. рис. 10.18), так же как в усилительном клистроне (см. § 10.4). Пргитины искаже-н.ия сигналов в ЛБВ аналогичны причинам искажений в клистронах.

Коэффициент стоячей волны (КСВ) источника возбуждения и нагрузки должен быть низким. Плохое согласование ВЧ-тракта вызывает уменьшение выходной мощности, к. п. д. и может привести к самовозбуждению усилителя.

Питающие напряжения устанавливаются в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя. Стабильность напряжения источника /.о должг.а быть высокой, чтобы не изменялись выходная мощность п сдвиг фаз, вносимый усилителем. Источник напряжения Е делают регулируемым для установки паспортного режима данной лампы. Тре-

те л я.

Эта зависимость позволяет применить ЛБВО в качестве СВЧ-фазовраща

босаиия к стабилыюстп напряжсиип отдельного источника [1итаиил коллектора существенно ниже. Нестабильное!ь управляющего или фз-к}Сирующего напряжения вызывает колебания тока электронного луча и ухудшение качества фокусировки. Расфокусировка ЭП, в свою очередь, приводит к перщреву замедляющей системы в рсзуль-т-гте электронной бомбарди-

pjBKH.

На рис. 10.22, а~в показаны несколько схем питания

мощной ЛБВ, в которой фо-

кусировка осуществляется системой постоянных магнитов. Простейшая схема питания представлена па рис. 10.22, а. Так же как в других приборах СВЧ, электроды, сосдипепные с трактом СВЧ, заземляются для обсс- 5) печения безопасной работьь В данном случае зазем;1е1;а замедляющая система, а минус высокого напряжения гюхт- -+ ключей к катоду лам[1ы. Па управляющем или фокусирующем электроде по othoihc-нию к катоду создается oTpit-нательиый потс!щиал, изме-н.яя который можно регулировать ток луча Когда для + увеличения к. п. д. используют рекуперацию энергии (см. § 10.4), источники высоких напряжения включают последовательно (рис. 10.22,6)

или папаллсльпо (рис. 10.22, в). При последовательном включении необходима высокая стабильное!ь £, и Е, при параллельном включении требования к стабильности на!1рял4ения отдельного коллекторного источника (£[{) снижаются.

Ток в цепи замедляющей системы (ток корпуса), вызываемый оседанием электронов, меньше тока в цешг коллектора. Ток корпуса зависит от качества фокусировки ЭП; его величина в мощных ЛБВ может изменяться в несколько раз при изменении мощности и частоты источника возбуждения. Схема питания должна обеспечивать постоянство напряжения между замедляющей системой и катодом. В некоторых режимах работы увеличение напряжения замедляющей сгтстемы сопровождается уменьшением тока корпуса. Появление в пнтаюцей цепи отр!ндательного сопротивления, вза!!модействис т>ту источниками питания в схемах с рекуперацией энергии могут В!>1звать !1еже-агелы!ые низкочастотные автоколебания.

- ~1 [F-E

Ряс. 10.22