ГЛАВА f
ГЕНЕРАТОРЫ И ИНДИКАТОРЫ МИЛЛИМЕТРОВЫХ ВОЛН. ВОЛНОВОДНЫИ ТРАКТ; МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ
ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ СОГЛАСОВАНИЯ
ЭЛЕМЕНТОВ ТРАКТА
§ 1. Генераторы миллиметровых воли
Первыми источниками миллиметровых волн были искровые
генераторы. В 1895 году известный русский ученый П Н Лебедев
применил для исследования электрических свойств лиэлектриков
на сверхвысоких частотах искровой генератор электромагнитных
воли длиной волны 6 мм. В 1923 году А А Глаголева Аркадьева i отдала массовый
излучатель, основанный на искровом возбуждении электромагнит
ных волн, на котором получила полны длиной до 0,08 мм,
заполнившие интервал между волнами Лебедгв. 1 (А = б мм) и
инфракрасными лучами Рубенса (А. = ,Ш мк)
Развитие электроники сверхвысоких ча( тот привело к созданию
нескольких видов генераторов миллиметровых волн Наиболее
распространенными из них являются клпстроиныс генераторы,
магнетронпые и генераторы гармоник
Кроме того, миллиметровые волны можно получить с помощью
ламп с бегущей и обратной волной, газора (рядного iciiepaTopa
шумов и молекулярного генератора. В последнее время ведутся
разработки генераторов, использующих /эффект Черепкова,
Эффект Допплера и др. Клистротные г е и с р а м> р ы. И качеине источника коле
баний в измерительных генераторах наиболее часто применяют! отражательные клистроны. Принцип деипмни прибора основан па
использовании явления электронной группировки В
установившемся режиме колебаний механизм самовозбуждения в отражательном
клистроне можно представить следующим образом. Поток электронов, эмитируемых катодом, ускоряется положи
тельным потенциалом, приложенным к резонатору (рис i)
Под действием переменного высокочастотного напряжения tt-um
sin a)t между сетками резонатора электронный поток модулируется
5
по скорости. Пролетев через сетки, электроны попадают в область
действия отрицательного потенциала отражателя.
Благодаря этому
они тормозятся и начинают двигаться в обратном направлении
к резонатору. В пространстве между сетками н отражателем электроны
группируются в сгустки. Расстояние между отражателем и
резонатором и напряжения на них выбираются так, что сгустки электронов
в потоке вновь пройдут через сетки резонатора в момент, когда
электрическое поле высокой частоты будет тормозить электроны,
т. е. электронный поток будет отдавать свою энергию
электромагнитному полю резонатора. Самовозбуждение отражательного клистрона достигается
только при определенном
Отражатель
-и,
'Отр
Upes
Резонатор
ХатоЗ
Рис. 1. Схема отражательного клистрона. напряжении на
отражателе и резонаторе. Предельно
достижимая длина волиы для
отражательных
клистронов лежит в
миллиметровом диапазоне
волн, что связано с
значительными потерями в
колебательной системе
и трудностями
изготовления элементов
конструкции
клистронов с высокой степенью
точности (в некоторых случаях с точностью до долей микрона). В последние годы методом моделирования созданы миллиметровые
клистроны, работающие на волнах до 4 мм и имеющие выходную
мощность до 30 жег.