А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Електронна згустку

Електронні згустки повинні мати малий радіус, а для цього потрібне сильне фокусує магнітне поле (див. Гл. Електронні згустки пролітають через резонатор Р2 тоді, коли електричне поле в ньому гальмує. Пролетіла через резонатор Р2 електрони потрапляють на анод і нагрівають його. Частина електронів потрапляє і на сітки резонаторів. Дійсно, рівномірний електронний потік в той напівперіод коливань, коли поле в резонаторі прискорює, відбирає від резонатора енергію, а під час наступного напівперіоду віддає таку ж кількість енергії. В результаті не відбувається ніякої віддачі енергії електронами резонатору.

Електронні згустки пролітають через резонатор Рц тоді, коли електричне поле в ньому є гальмуючим. Як відомо, в цьому випадку електрони віддають енергію. Пролетіли резонатор Рг електрони далі потрапляють на анод і нагрівають його. Частина електронів потрапляє і на сітки резонаторів. Дійсно, рівномірний електронний потік під час того напівперіоду коливань, коли поле в резонаторі прискорює, відбирав би о.

Угруповання електронів в клистроне біжучої хвилі поблизу точки з фазою тг. Електронні згустки, що влітають на початковій ділянці лінії, збуджують в ній деякий поле; згустки, що влітають на зігнутому ділянці, відстають по фазі від цього поля (бо їм доводиться довше летіти до лінії) і отримують додаткову модуляцію по швидкості, яка підсилює угруповання в дрейфі після проміжної лінії. Оскільки амплітуда змінної напруги в вихідний лінії не повинна перевищувати потенціал пучка U (інакше, внаслідок повернення електронів, ККД почне зменшуватися), на крайовому ділянці вихідний лінії її хвильовий опір штучно зменшують, хоча б шляхом звуження лінії.

Якщо електронні згустки повернулися в резонатор в потрібній фазі, то вони будуть віддавати енергію резонатора і підтримувати коливання в ньому. Фаза, при якій згустки потрапляють назад в резонатор, залежить головним чином від напруги на відбивачі. Змінюючи його, можна в деяких межах регулювати частоту генеруючих коливань.

Схема пристрою відбивної клістрона. При правильній фазі електронні згустки проходять через Р2 в напівперіоди, відповідні гальмуючому полю, і підтримують коливання. Іноді в клістронах, що мають загальну стінку у резонаторів Р і Р, роблять дифракційну зворотний зв'язок у вигляді отвору в цій стіні.
 Електронний пучок і електронні згустки разом з хвилею утворюють контур зворотного зв'язку.

Схема відбивної клістрона. Очевидно, що електронні згустки, які перетинають порожнину улавливателя, еквівалентні імпульсам високочастотного струму. Згідно із законом Ленца індуковане поле в будь-який момент часу буде гальмувати електрони; таким чином, деяка частина тієї кінетичної енергії, яка була повідомлена електронам в ускорительном поле, перетворюється в уловлювач в енергію електромагнітних коливань.

Схема волноводного прискорювача з хвилею, що біжить. СВЧ; 5 -ускоряемие групуються електронні згустки.

Схема електронної лампи з хвилею, що біжить. Розчленування однорідного електронного потоку на електронні згустки і індукування виникають таким чином імпульсами струму швидкозмінних поля є основним процесом не тільки в клістронах, але і в підсилюючих ультрависокочастотних електронних, лампах з хвилею, що біжить. Електронний прожектор створює в цій лампі тонкий електронний промінь, спрямований по осі дротяної спіралі в поздовжньому магнітному полі, яке перешкоджає розширенню променя. Ультракороткі хвилі підводяться до спіралі по волноводу і поширюються в лампі зі швидкістю, яка для передачі електричного імпульсу по спіралі близька до швидкості світла; отже, поле хвилі переміщується по осі лампи зі швидкістю, у стільки разів меншою за швидкість світла, у скільки разів довжина витка спіралі перевищує крок спіралі. анода електронного прожектора повідомляють таку напругу, щоб електрони набували приблизно ту ж швидкість, з якою переміщається по осі лампи поле хвиль. Очевидно, що швидкозмінних поле хвиль має прискорювати електрони в одних частинах променя і гальмувати електрони в інших частинах променя. Внаслідок цього електронний промінь стає неоднорідним по концентрації електронів - в ньому утворюються електронні згустки.

Отже, в уловлювач надходять електронні згустки, наступні один за одним з частотою /Вони створюють в резонаторі Р2 імпульси наведеного струму і збуджують в ньому коливання.

Оцінимо проходять процеси то рис. 312. Електронні згустки утворюються щодо електронів незмінною швидкості, що виходять із зазору в момент часу, відповідний переходу напруги в зазорі від прискорює до гальмуючого.

Прискорювачі, що створюють електронний пучок з короткими електронними згустками.

Потужнострумові прискорювачі, що створюють електронний пучок з короткими електронними згустками.

Електричне поле біжучої хвилі всередині спіралі. Таким чином, на ділянках гальмуючого поля утворюються електронні згустки, що віддають весь час енергію хвилі. Тому електрони віддають біжить хвилі значну енергію протягом всієї спіралі.

Електричне поле біжучої хвилі всередині спіралі. Таким чином, на ділянках гальмуючого поля утворюються електронні згустки, що віддають весь час енергію хвилі, а на ділянках прискорює поля виникає зменшення щільності електронного променя. Внаслідок цього електрони променя віддають біжить хвилі значну енергію протягом всієї спіралі. Амплітуди струму і напруги хвилі, що біжить по мірі її перейти на кінець спіралі збільшуються. При цьому стають сильнішими прискорює і гальмує поля хвилі, а значить, посилюється і ефект групування електронів в згустки. В результаті такого поступово посилюється процесу на виході виходять значно посилені коливання.
 Таким чином, на ділянках гальмуючого поля з'являються електронні згустки, а на ділянках прискорює поля має місце зменшення щільності електронного потоку. Електронні згустки на ділянках гальмуючого поля віддають хвилі свою енергію. У міру руху електронів вздовж спіралі енергія, передана хвилі, зростає. Це обумовлює збільшення напруженості електричного поля хвилі, що в свою чергу підвищує ефект групування електронів в згустки. В результаті такого наростаючого процесу на виході лампи з'являються коливання з амплітудою, що значно перевершує сигнал на вході. Передача енергії полю з боку електронів відбувається майже на всьому шляху їх руху, що є великою перевагою ламп з хвилею, що біжить. Електромагнітна хвиля, дійшовши до кінця спіралі, збуджує антену, яка викликає в вихідному хвилеводі поява енергії частотою вхідного сигналу.

В ЛБХ також відбувається модуляція електронного пучка по щільності; електронні згустки формуються в місцях гальмує фази поля хвилі. Згустки рухаються зі швидкістю, що трохи перевищує швидкість хвилі (мова йде, звичайно, про результуючої швидкості в напрямку руху електронів); в результаті цього електрони відчувають гальмівну дію на всьому своєму шляху. Електрони віддають свою кінетичну енергію хвилі; хвиля, отже, посилюється у міру поширення. Деталей пристроїв для введення і виведення хвилі в прилад тут не розглядаємо.

Для зони п 1 Ф0 3я, тому 2/3 шляху електронні згустки проходять в котрий гальмує, а 1/3 - в ускоряющем поле, відбираючи на цій ділянці енергію від поля хвилі. Передача енергії зменшується при великих номерах зон. Найбільша вихідна потужність в зоні п О, цю зону зазвичай називають основною.

Умова сталості фази високочастотного поля в кожному з проміжків по відношенню до електронних згустків означає, що фазова швидкість сф хвилі, що біжить по лінії, що з'єднує зазори, повинна бути приблизно дорівнює швидкості електронів ие. Умова v ttve називають умовою фазового синхронізму електронів і біжучої хвилі. Так як швидкість електронів не може бути дорівнює швидкості світла у вільному просторі, то передає лінія, що з'єднує зазори, повинна мати властивість уповільнення фазової швидкості біжить електромагнітної хвилі. Такі передають лінії називаються уповільнюють системами.

Ефективний відбір енергії у пучка буде забезпечений, якщо утворюються в процесі угруповання електронні згустки, по-перше, будуть досить компактними і, по-друге, потраплять в гальмує фазу поля.

Крім того, одночасно буде змінюватися і частота генеруючих коливань, внаслідок того що електронні згустки в залежності від кута 02 будуть проходити в зазорі резонатора при різних фазах високочастотного напруги. При цьому буде змінюватися зсув по фазі між напругою на резонаторі і першою гармонікою наведеного струму, який визначається першою гармонікою сгруппированного струму i2; отже, в резонатор буде вноситися реактивна електронна провідність, яка зраджує резонансну частоту останнього.

В результаті електрони, які отримали додаткове прискорення, наздоженуть попереду летять загальмовані електрони і утворюють з ними електронні згустки.

Таким чином, лінеаризоване диференціальне рівняння (3 - 20) для і при Ф3 const є основним при дослідженні пучків з короткими слабкострумовими електронними згустками. 
Принцип швидкісний модуляції електронного потоку. Таким чином, модуляція електронів за швидкістю перетворюється в їх модуляцію по щільності, і в область групування, наступну за зазором, будуть надходити електронні згустки з частотою, рівній частоті змінної напруги на сітках модулюючого зазору. Якщо в зазначеній галузі помістити колектор електронів, то в ньому будуть виникати імпульси струму з тією ж частотою.

І навпаки, якщо зменшити за абсолютним значенням напруга відбивача, то електрони пройдуть далі в гальмує полі і повернуться в резонатор пізніше, наприклад через проміжок часу 23 /4Т У всіх цих випадках електронні згустки віддають резонатору найбільшу енергію, так як вони потрапляють в найбільш сильне гальмує полі.

Найбільш загальна схема моноенергетичного прискорювача. Принцип роботи схеми рис. 7 - 2 полягає в тому, що електрони, еміттірованних з катода електронної гармати (або з автоелектронного емітера), прискорюються протягом тільки невеликої частини періоду високочастотного поля, утворюючи, таким чином, короткі електронні згустки. Далі ці електронні згустки прискорюються спочатку в постійному електричному полі, а потім в волноводном прискорювачі до необхідної кінцевої енергії. При досить простому принципі дії цієї схеми її розрахунок досить скрутний внаслідок великої невизначеності залежності струму пучка від величини поля у першому резонаторі-інжекторі, особливо, якщо використовується автоелектронний емітер. Для отримання прискорених пучків з вузьким спектром можуть бути запропоновані спрощені схеми з одне - або дворезонаторних предгруппірователем електронів.

Електронна гармата забезпечує введення в замедляющую систему практично рівномірного по щільності електронного потоку, який в процесі взаємодії з полем біжучої хвилі групується: в електронному потоці утворюються області з підвищеною і зниженою щільністю просторового заряду або, як кажуть, утворюються електронні згустки.

Відображені електрони створюють між сітками резонатора найбільш інтенсивну пульсацію електронного потоку, коли електрони, що вийшли з резонатора в різні моменти часу протягом одного періоду, повертаються назад в резонатор в якийсь один і той же момент часу і створюють при цьому в резонаторі рухомі електронні згустки .

Тому для створення пучків електронів дуже великих енергій (десятки ГеВ) будують також лінійні прискорювачі. Електронні згустки в них прискорюються, рухаючись через послідовність пов'язаних резонаторів як би на гребені електромагнітної хвилі, що біжить зі швидкістю світла.

Таким чином, на ділянках гальмуючого поля з'являються електронні згустки, а на ділянках прискорює поля має місце зменшення щільності електронного потоку. Електронні згустки на ділянках гальмуючого поля віддають хвилі свою енергію. У міру руху електронів вздовж спіралі енергія, передана хвилі, зростає. Це обумовлює збільшення напруженості електричного поля хвилі, що в свою чергу підвищує ефект групування електронів в згустки. В результаті такого наростаючого процесу на виході лампи з'являються коливання з амплітудою, що значно перевершує сигнал на вході. Передача енергії полю з боку електронів відбувається майже на всьому шляху їх руху, що є великою перевагою ламп з хвилею, що біжить. Електромагнітна хвиля, дійшовши до кінця спіралі, збуджує антену, яка викликає в вихідному хвилеводі поява енергії частотою вхідного сигналу.

Найбільше енергії електрони віддають в тому випадку, якщо вони повертаються в той момент, коли напруженість гальмуючого поля в резонаторі максимальна. Коли електронні згустки повертаються в резонатор в інші моменти часу, вони віддають менше енергії і потужність коливань знижується. Якщо віддається електронами енергія стане занадто малою, то коливання взагалі не будуть підтримуватися і затухнуть. При поверненні електронного згустку в резонатор під час негативного напівперіоду коливань, коли поле в резонаторі прискорює, електрони відбирають енергію від резонатора і коливання затухнуть ще швидше.

Принцип роботи схеми рис. 7 - 2 полягає в тому, що електрони, еміттірованних з катода електронної гармати (або з автоелектронного емітера), прискорюються протягом тільки невеликої частини періоду високочастотного поля, утворюючи, таким чином, короткі електронні згустки. Далі ці електронні згустки прискорюються спочатку в постійному електричному полі, а потім в волноводном прискорювачі до необхідної кінцевої енергії. При досить простому принципі дії цієї схеми її розрахунок досить скрутний внаслідок великої невизначеності залежності струму пучка від величини поля у першому резонаторі-інжекторі, особливо, якщо використовується автоелектронний емітер. Для отримання прискорених пучків з вузьким спектром можуть бути запропоновані спрощені схеми з одне - або дворезонаторних предгруппірователем електронів.

Блок-схема комплексної автоматизації произова феросплавів. /- Дозатори коксу, кварциту та ін. Компонентів шихти. 2 - дозатор стружки. 3 - датчик якості. 4 - ЦВМ. 5 - щит управління регулюванням співвідношення. З ростом потужності вхідного сигналу рівень потужності вихідного змінюється мало. У центрі смуги частот пропускання електронні згустки, пройшовши повне коло, знову потрапляють в центр гальмує напівхвилі поля. при відхиленні частоти вхідного сигналу від центральної фаза поля, в к-рую вони потрапляють, стає менш сприятливою і для загарбання потрібно більш високий рівень вхідної потужності.

Схема клистрона з двома.

На рис. 1112 а зображена схема клистрона з двома пов'язаними вихідними резонаторами. У звичайних клістронах від одинарного гальмування електронні згустки віддають вихідного резонатора тільки частину своєї енергії. Значна її частка розсіюється у вигляді тепла при падінні на колектор.

Зсув електронів в поле біжучої хвилі для трьох випадків. Таким чином, необхідною умовою посилення є виконання нерівності ие Оф, проте слід підкреслити, що величини швидкості ve і i не повинні істотно відрізнятися. Дійсно, утворені в результаті групування електронні згустки будуть дещо зміщуватися щодо біжучої хвилі в міру руху вздовж лампи.

Принцип перекидання фази. Відзначимо, що в Реба-троні утворюються короткі електронні згустки.

Прямі хвилі, досягнувши кінця сповільнює системи, гасяться поглинає вставкою. Зворотній хвиля К, швидкість якої відповідає співвідношенню (11.7), посилюється за рахунок енергії пучка, утворюючи електронні згустки і контур зворотного зв'язку.

Електрони, швидкість яких відмінна від нуля, будуть наближатися до нерухомих електронів, причому більш швидкі електрони будуть наздоганяти більш повільні. Таким чином, поблизу точок, де електрони нерухомі, концентрація електронів буде збільшуватися і почнуть утворюватися електронні згустки. Вийшло, що швидкість електронів, найближчих до областям згущення, пропорційна відстані від них до цих точок. Це означає, що ці електрони потраплять в області згущення майже одночасно через час tQ х /і і0 /і0і після прольоту крізь сітки.

Зазначені вимоги до пучку важко здійснимі і суперечать один одному. Внаслідок цього завдання про створення генераторів радіохвиль коротше 0 5 - 1 мм на базі випромінювання хвиль електронними згустками є проблемною.

Потім згруповані електрони надходять до другої частини диафрагмированного хвилеводу, де вони прискорюються до необхідної енергії. Швидкість електронів на виході группірователя вже близька до швидкості світла, тому в другій частині прискорює хвилеводу електрони (а отже, і прискорює хвиля) практично не змінюють свою швидкість. Електронні згустки в цій частині прискорювача рухаються майже в постійних фазах електромагнітної хвилі.

Завдяки неоднаковим швидкостям електрони проникають на неоднакові расстояніяк відбивачу і тому в неоднакові моменти часу повертаються в резонатор. Це при правильному співвідношенні шляхів, прохідних електронами, і прикладених напруг призводить до утворення електронних згустків в потоці електронів, які повертаються до резонатора. Електронні згустки і н д у - ц і р у ю т в резонаторі швидкозмінних електромагнітне поле, що при резонансному збігу частот і правильному співвідношенні фаз і призводить до самозбудження коливань в клистроне.

Електрони, що пролетіли резонатор в одному напрямку і розбилися на згустки, гальмуються і повертаються назад (відображаються) електричним полем спеціального електроду - відбивача, що перебуває під високим негативним напругою. Якщо електронні згустки повернулися в резонатор в потрібній фазі, то вони будуть віддавати енергію резонатора і підтримувати коливання в ньому. Фаза, при якій згустки потрапляють назад в резонатор, залежить, головним чином, від напруги на відбивачі. Змінюючи його, можна в деяких межах регулювати частоту генеруючих коливань.

Принцип пристрою і роботи відбивної клістрона. Прогоновий клістрон можна перетворити в генератор з самозбудженням, якщо встановити зворотний зв'язок між вихідним і вхідним резонаторами, з'єднавши їх коаксіальної лінією. Довжина лінії підбирається такий, щоб вийшла потрібна фаза коливань, що підводяться назад до вхідного резонатора. При цьому електронні згустки проходять через вихідний резонатор за напівперіоди, відповідні гальмуючому полю, і підтримують коливання. А при протилежній фазі електронний потік буде відбирати енергію від вихідного резонатора і коливання швидко затухнуть. Іноді в дворезонаторних клістронах із загальною стінкою у резонаторів PI і Р2 роблять дифракційну зворотний зв'язок у вигляді отвору в цій стіні.

Для досліджень плазми з концентрацією більш 1014 ел /см потрібні електромагнітні хвилі довжиною в десяті частки міліметра. Генератори таких хвиль унікальні, а труднощі роботи з ними великі. Електронний пучок з короткими електронними згустками є джерелом подібних коливань, порушити які можна в самій плазмі, направивши пучок в плазму. Завдання, таким чином, спрощується.

На шляху руху електронів можна розташувати кілька однакових зазорів, які включені в загальну високочастотну ланцюг. Така ланцюг закінчується узгодженої навантаженням, куди надходить вся енергія, відібрана від електронного потоку. При цьому необхідно, щоб електронні згустки проходили кожен зазор в одній і тій же фазі - в момент максимуму гальмуючого електричного лоля.

Такий спосіб називають електронним настроюванням. Якщо збільшити негативна напруга відбивача, то електронні згустки повертаються в резонатор раніше і частота коливань зростає.

Такий спосіб називають електронним настроюванням. Якщо збільшити за абсолютним значенням негативне напруга відбивача, то електронні згустки повертаються в резонатор трохи швидше і частота коливань зросте. А при зменшенні напруги 17 по абсолютному значенню електрони з запізненням повертаються в резонатор і частота коливань зменшується.

У більшості випадків така зміна поля практично не позначиться на умовах прискорення. У цьому випадку застосування кінематичної теорії допустимо. Однак, якщо слабкострумовий пучок піддається таким сильним угрупованню, що в електронних згустках, малих по довжині, створюються великі поля просторового заряду, то такий процес прискорення не може бути описаний тільки кінематичної теорією.

Зрушення фаз між напругою на вході і виході ЛБХ великий і може складати тисячі градусів. Зрушення фаз залежить від прискорюючої напруги Е0 і вхідної потужності Рвх. Інформація про фазу вхідного сигналу в лампі поширюється по електромагнітному полю і електронного потоку, оскільки електронні згустки наводять поле в різних перетинах сповільнює системи.