Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

ЛА́МПА ОБРА́ТНОЙ ВОЛНЫ́

  • рубрика
  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 16. Москва, 2010, стр. 644

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




ЛА́МПА ОБРА́ТНОЙ ВОЛНЫ́ (ЛОВ), элек­тро­ва­ку­ум­ный СВЧ-при­бор, ра­бо­та ко­то­ро­го ос­но­ва­на на дли­тель­ном взаи­мо­дей­ст­вии элек­трон­но­го по­то­ка и за­мед­лен­ной элек­тро­маг­нит­ной вол­ны, рас­про­стра­няю­щей­ся в на­прав­ле­нии, про­ти­во­по­лож­ном дви­же­нию элек­тро­нов. При­ме­ня­ет­ся в осн. как пе­ре­страи­вае­мый по час­то­те СВЧ-ге­не­ра­тор, ре­же как уси­ли­тель. Идея соз­да­ния ЛОВ вы­ска­за­на в 1948 отеч. учё­ным М. Ф. Стель­ма­хом. Ге­не­ри­ро­ва­ние СВЧ-ко­ле­ба­ний в ре­зуль­та­те взаи­мо­дей­ст­вия элек­трон­но­го по­то­ка и об­рат­ной вол­ны впер­вые на­блю­дал и опи­сал амер. фи­зик С. Миль­ман в 1950. Тер­мин «Л. о. в.» вве­дён в 1953 амер. учё­ны­ми Р. Ком­пф­не­ром и Н. Уиль­ям­сом, дав­ши­ми пер­вое тео­ре­тич. опи­са­ние та­ко­го при­бо­ра. В за­ру­беж­ной лит-ре ЛОВ ино­гда на­зы­ва­ют кар­си­но­тро­ном (или кар­ци­но­тро­ном).

Раз­ли­ча­ют ЛОВ О-ти­па и М-ти­па. В лам­пах О-ти­па элек­трон­ный по­ток, сфор­ми­ро­ван­ный элек­трон­ной пуш­кой, от­да­ёт элек­тро­маг­нит­ной вол­не ки­не­тич. энер­гию в ре­зуль­та­те тор­мо­же­ния элек­тро­нов элек­трич. по­лем вол­ны, а за­дан­ное се­че­ние элек­трон­но­го пуч­ка со­хра­ня­ет­ся по­сто­ян­ным при по­мо­щи маг­нит­ной (по­сто­ян­ные маг­ни­ты) или элек­тро­статич. фо­ку­си­рую­щей сис­те­мы. Та­кие ЛОВ ра­бо­та­ют в диа­па­зо­не час­тот от еди­ниц ГГц до не­сколь­ких ТГц; мощ­ность ге­не­ри­руе­мых ко­ле­ба­ний со­став­ля­ет от не­сколь­ких МВт до еди­ниц Вт при элек­трон­ной пе­ре­строй­ке час­то­ты от 10–15% до ок­та­вы; кпд, как пра­ви­ло, не пре­вы­ша­ет не­сколь­ких про­цен­тов. При­ме­ня­ют­ся в ка­че­ст­ве ге­те­ро­ди­нов ра­дио­ло­кац. стан­ций, пе­ре­страи­вае­мых за­даю­щих ге­не­ра­то­ров, ге­не­ра­то­ров ка­чаю­щей­ся час­то­ты (см. Из­ме­ри­тель­ный ге­не­ра­тор) и др.

В ЛОВ М-ти­па в энер­гию СВЧ-по­ля пре­об­ра­зу­ет­ся по­тен­ци­аль­ная энер­гия элек­тро­нов, а элек­трон­ный по­ток фор­ми­ру­ет­ся в скре­щён­ных элек­трич. и маг­нит­ном по­лях (как в маг­не­тро­не). Диа­па­зон ра­бо­чих час­тот та­ких ламп на­хо­дит­ся в пре­де­лах от 200 МГц до 20 ГГц; вы­ход­ная мощ­ность в не­пре­рыв­ном ре­жи­ме со­став­ля­ет до де­сят­ков кВт в де­ци­мет­ро­вом и до еди­ниц кВт в сан­ти­мет­ро­вом диа­па­зо­не волн при элек­трон­ной пе­ре­строй­ке час­то­ты до 40%. Кпд дос­ти­га­ет 50–60%. Дос­то­ин­ст­вом ЛОВ М-ти­па яв­ля­ет­ся так­же ли­ней­ная за­ви­си­мость ге­не­ри­руе­мой час­то­ты от ус­ко­ряю­ще­го на­пря­же­ния. При­ме­ня­ют­ся в сис­те­мах свя­зи, ра­дио­про­ти­во­дей­ст­вия, в из­ме­рит. и др. ап­па­ра­ту­ре.

Рис. 1. Схема генераторной лампы обратной волны О-типа: 1 – электронный поток; 2 – электроды электронной пушки; 3 – катод; 4 – вывод СВЧ-энергии; 5 – замедляющая система;...
Рис. 2. Схема генераторной лампы обратной волны М-типа: А – анод; К – катод; В – дополнительный электрод, формирующий электронный пучок; ЗС – замедляющая система; Д – пог...

В ге­не­ра­тор­ной ЛОВ (рис. 1 и 2) элек­трон­ный по­ток, про­хо­дя за­мед­ляю­щую сис­те­му (обыч­но в ви­де встреч­ных пла­стин, т. н. встреч­ные шты­ри), воз­бу­ж­да­ет в ней элек­тро­маг­нит­ную вол­ну, бе­гу­щую в на­прав­ле­нии, об­рат­ном на­прав­ле­нию дви­же­ния элек­тро­нов. Как и в лам­пе бе­гу­щей вол­ны (ЛБВ), в ЛОВ взаи­мо­дей­ст­вие элек­тро­маг­нит­ной вол­ны и элек­трон­но­го по­то­ка про­ис­хо­дит при ус­ло­вии, что ср. ско­рость элек­тро­нов близ­ка к фа­зо­вой ско­ро­сти вол­ны (син­хро­низм элек­тро­нов и волн). Под влия­ни­ем элек­трич. по­ля бе­гу­щей вол­ны в элек­трон­ном по­то­ке об­ра­зу­ют­ся сгу­ст­ки элек­тро­нов, ко­то­рые, про­хо­дя за­зо­ры ме­ж­ду пла­сти­на­ми за­мед­ляю­щей сис­те­мы, тор­мо­зят­ся по­лем и от­да­ют ему свою энер­гию (ус­ло­вие ге­не­ри­ро­ва­ния ко­ле­ба­ний). Это ус­ло­вие вы­пол­ня­ет­ся, ес­ли вре­мя про­лё­та сгу­ст­ка ме­ж­ду дву­мя со­сед­ни­ми за­зо­ра­ми не­мно­го мень­ше по­ло­ви­ны пе­рио­да ко­ле­ба­ний. По­вы­ше­ние (по­ни­же­ние) на­пря­же­ния ме­ж­ду ка­то­дом и за­мед­ляю­щей сис­те­мой (ано­дом) умень­ша­ет (уве­ли­чи­ва­ет) это вре­мя про­лё­та и, сле­до­ва­тель­но, умень­ша­ет (уд­ли­ня­ет) пе­ри­од ге­не­ри­руе­мых ко­ле­ба­ний. Су­ще­ст­вен­ной осо­бен­но­стью ЛОВ (в от­ли­чие от ЛБВ) яв­ля­ет­ся раз­но­на­прав­лен­ность фа­зо­вой и груп­по­вой ско­ро­стей элек­тро­маг­нит­ной вол­ны, т. е. энер­гия элек­тро­маг­нит­ной вол­ны рас­про­стра­ня­ет­ся на­встре­чу элек­трон­но­му по­то­ку, что обес­пе­чи­ва­ет воз­ник­но­ве­ние по­ло­жи­тель­ной об­рат­ной свя­зи.

Лит.: Ле­бе­дев ИВ. Тех­ни­ка и при­бо­ры СВЧ. 2-е изд. М., 1972. Т. 2; Мощ­ные элек­тро­ва­ку­ум­ные при­бо­ры СВЧ / Под ред. Л. Клэм­пит­та. М., 1974.

Вернуться к началу