Реферат: Техника СВЧ

y - область фаз эффективного взаимодействия

Можно создать такой резонатор, у которого имелись бы две собственные частоты, равные первой и второй гармонике электронного тока.

Другой способ, исследуемый в данной работе пока не нашел практического применение основан на том, что при переменном напряжении на входном зазоре, большем постоянного напряжения, тогда скоростная модуляция будет уже несинусоидальная и содержит вторую гармонику.

Появление второй гармоники можно объяснить исходя из закона сохранения энергии :

eU = eU_o + eU_m Msinwt,

где Um - амплитуда переменного напряжения

U0 - ускоряющее напряжение

eU_m M = eU_o U_m /U_o M = eU_o 2n ,

где - коэффициент скоростной модуляции.

Из закона сохранения энергии :

Таким образом, n = n o(1 + 2v sinwt)^1/2

Раскладывая выражение в скобках в ряд получим :

(1 + 2n sinwt1)^1/2 = 1 + n sinwt - 1/2n ² sin² wt

При U_m <<U_o -n мало и третьим членом в формуле можно пренебречь. При U_m »U_o третьим членом уже пренебрегать нельзя, т.е. появляется вторая гармоника и скоростная модуляция не будет чисто синусоидальной.

В работах Гебауэра [2] теоретически обосновывалось повышение электронного КПД автогенераторных клистронов с одним двухзазорным коаксиальным резонатором до 50%. При этом предполагалось использовать коаксиальные резонаторы “p“-вида с широким входным зазором при больших амплитудах. Теоретически выводы основывались на кинематическом представлении процессов фазовой фокусировки 12 электронов на периоде, т.е. при весьма грубых приближениях.

Повышение относительного значения первой гармоники электрического тока I_1max /I₀ при времени пролета равным или большем половины периода отмечено в работе [3]. Когда время пролета через зазор равно или больше половины периода, скоростная модуляция становится несинусоидальной.

После упомянутых работ Гебауэра наиболее полное и систематическое исследование процессов при взаимодействии электронов с полем широкого зазора было дано Солимаром [4]. При этом он использовал аналитическую теорию, которая может давать и неточные результаты после перегона. Из многочисленных кривых приведенных Солимаром можно отметить следующие результаты, в которых значение I_1max /I₀ превышает соответствующие значения при узких зазорах.

при к=10 D=180⁰ a=0.9 b_р Z=30⁰ I_1max /I₀ =1.3

при к=10 D=180⁰ a=1.5 b_р Z=20⁰ I_1max /I₀ =1.4

при к=5 D=180⁰ a=1.5 b_р Z=40-90⁰ I_1max /I₀ =1.4

при к=10 D=288⁰ a=1.5 b_р Z=70-80⁰ I_1max /I₀ =1.45

при к=20 D=540⁰ a=0.9 b_р Z=70-90⁰ I_1max /I₀ =1.3

при к=20 D=540⁰ a=1.5 b_р Z=36⁰ I_1max /I₀ =1.36

где к=w/wp,

wp - электронно-плазменная частота

D=wd/vo - угол пролета, где

d - ширина зазора bр=wp /vo

Z -текущая координата