Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

КЛИСТРО́Н

  • рубрика
  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 14. Москва, 2009, стр. 303

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




КЛИСТРО́Н (от греч. ϰλύζω – уда­рять, ока­ты­вать вол­ной и …трон), элек­тро­ва­ку­ум­ный СВЧ-при­бор, ра­бо­та ко­то­ро­го ос­но­ва­на на взаи­мо­дей­ст­вии по­то­ка элек­тро­нов с элек­трич. СВЧ-по­ля­ми объ­ём­ных ре­зо­на­то­ров, груп­пи­ро­ва­нии элек­тро­нов в сгу­ст­ки и по­сле­дую­щем пре­об­ра­зо­ва­нии ки­не­тич. энер­гии элек­тро­нов в энер­гию СВЧ-ко­ле­ба­ний. Раз­ли­ча­ют про­лёт­ные и от­ра­жа­тель­ные клис­тро­ны.

Схема многорезонаторного пролётного клистрона: 1 – электронная пушка; 2 – фокусирующий электрод; 3 – катод; 4 – входной активный резонатор; 5 – пассивные резонаторы фильт...

Боль­шин­ст­во про­лёт­ных К. пред­на­зна­че­ны для уси­ле­ния СВЧ-ко­ле­ба­ний. В мно­го­ре­зо­на­тор­ном про­лёт­ном К. (по­лу­чи­ли наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние) элек­тро­ны по­сле­до­ва­тель­но про­ле­та­ют сквозь за­зо­ры объ­ём­ных ре­зо­на­то­ров (рис.). Од­но­род­ный по ско­ро­сти элек­трон­ный по­ток, сфор­ми­ро­ван­ный элек­трон­ной пуш­кой, по­сту­па­ет в за­зор вход­но­го ре­зо­на­то­ра, где под дей­ст­ви­ем про­доль­но­го элек­трич. СВЧ-по­ля, воз­бу­ж­дае­мо­го с по­мо­щью внеш­не­го за­даю­ще­го ге­не­ра­то­ра, про­ис­хо­дит мо­ду­ля­ция ско­ро­стей элек­тро­нов. СВЧ-по­ле в те­че­ние од­ной по­ло­ви­ны пе­рио­да ус­ко­ря­ет, а в те­че­ние дру­гой – за­мед­ля­ет дви­же­ние элек­тро­нов. За вход­ным ре­зо­на­то­ром элек­тро­ны по­па­да­ют в про­стран­ство дрей­фа, сво­бод­ное от СВЧ-по­ля, где уско­рен­ные элек­тро­ны до­го­ня­ют за­мед­лен­ные. Про­ис­хо­дит груп­пи­ро­ва­ние элек­тро­нов и фор­ми­ро­ва­ние пе­рио­дич. элек­трон­ных сгу­ст­ков, т. е. мо­ду­ля­ция элек­трон­но­го по­то­ка по ско­ро­сти пе­ре­хо­дит в мо­ду­ля­цию по плот­но­сти. В за­зо­ре вы­ход­но­го ре­зо­на­то­ра сгруп­пи­ро­ван­ные в сгу­ст­ки элек­тро­ны взаи­мо­дейст­ву­ют с на­ве­дён­ным ими элек­трич. СВЧ-по­лем, боль­шин­ст­во элек­тро­нов тор­мо­зит­ся и часть их ки­не­тич. энер­гии пре­об­ра­зу­ет­ся в энер­гию СВЧ-ко­ле­ба­ний. За­тем элек­тро­ны осе­да­ют на кол­лек­то­ре, рас­сеи­вая ос­тав­шую­ся часть ки­не­тич. энер­гии в ви­де те­п­ла. Про­лёт­ные К. обыч­но со­дер­жат от 4 до 8 ре­зо­на­то­ров. На­ли­чие про­ме­жу­точ­ных ре­зо­на­то­ров, рас­по­ло­жен­ных ме­ж­ду вход­ным и вы­ход­ным, по­зво­ля­ет по­лу­чить боль­шее уси­ле­ние, рас­ши­рить по­ло­су ра­бо­чих час­тот и по­вы­сить кпд К. Мно­го­ре­зо­на­тор­ные К. ис­поль­зу­ют­ся гл. обр. в ка­че­ст­ве мощ­ных уси­ли­те­лей ра­дио­ло­ка­ци­он­ных стан­ций, в уст­рой­ст­вах спут­ни­ко­вой свя­зи, ра­дио­ас­тро­но­мии и др.; их вы­ход­ная мощ­ность обыч­но со­став­ля­ет от не­сколь­ких Вт до еди­ниц МВт в не­пре­рыв­ном ре­жи­ме и дос­ти­га­ет со­тен МВт в им­пульс­ном, ко­эф. уси­ле­ния 45–65 дБ и бо­лее, кпд до 70%.

В от­ра­жа­тель­ном К. ис­поль­зу­ет­ся один объ­ём­ный ре­зо­на­тор, че­рез за­зор ко­то­ро­го элек­трон­ный по­ток про­ходит два­ж­ды – в пря­мом и об­рат­ном на­прав­ле­нии. Воз­вра­ще­ние элек­тро­нов осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с по­мо­щью спец. элек­тро­да – от­ра­жа­те­ля, по­тен­ци­ал ко­то­ро­го от­ри­ца­те­лен от­но­си­тель­но ка­то­да. Сфор­ми­ро­ван­ный элек­трон­ной пуш­кой по­ток элек­тро­нов, про­хо­дя за­зор объ­ём­но­го ре­зо­на­то­ра, мо­ду­ли­ру­ет­ся элек­трич. СВЧ-по­лем, да­лее по­па­да­ет в тор­мо­зя­щее по­ле от­ража­те­ля, где про­ис­хо­дит об­ра­зо­ва­ние элек­трон­ных сгу­ст­ков. При про­хо­ж­де­нии за­зо­ра объ­ём­но­го ре­зо­на­то­ра в об­рат­ном на­прав­ле­нии элек­тро­ны от­да­ют часть сво­ей ки­не­тич. энер­гии СВЧ-по­лю. От­ра­жа­тель­ные К. пред­на­зна­че­ны для ге­не­ри­ро­ва­ния элек­тро­маг­нит­ных ко­ле­ба­ний ма­лой мощ­но­сти (от еди­ниц мВт до еди­ниц Вт) в де­ци­мет­ро­вом, сан­ти­мет­ро­вом и мил­ли­мет­ро­вом диа­па­зо­нах волн; их кпд, как пра­ви­ло, не пре­вы­ша­ет не­сколь­ких про­цен­тов, диа­па­зон элек­трон­ной пе­ре­строй­ки час­то­ты (осу­ще­ст­в­ля­ет­ся из­ме­не­ни­ем на­пря­же­ния на от­ра­жа­те­ле) со­став­ля­ет от до­лей до 1%. При­ме­ня­ют­ся в ка­че­ст­ве ге­те­ро­ди­нов ра­дио­при­ём­ни­ков, за­даю­щих ге­не­ра­то­ров ра­дио­пе­ре­дат­чи­ков, в из­ме­рит. ап­па­ра­ту­ре и др.

Идея раз­де­ле­ния ско­ро­ст­ной и плот­но­ст­ной мо­ду­ля­ции элек­тро­нов впер­вые рас­смот­ре­на Д. А. Ро­жан­ским в 1932. Пер­вые про­лёт­ные К. бы­ли соз­да­ны в 1938 амер. фи­зи­ка­ми В. Ха­ном и Г. Мет­кал­фом и не­за­ви­си­мо от них брать­я­ми Р. и З. Ва­ри­ан. От­ра­жа­тель­ный К. раз­ра­бо­тан в СССР в 1940 груп­пой учё­ных и ин­жене­ров – Н. Д. Де­вят­ко­вым, Е. Н. Да­ниль­це­вым и И. В. Пис­ку­но­вым и не­за­ви­си­мо инж. В. Ф. Ко­ва­лен­ко.

Лит.: Ле­бе­дев И. В. Тех­ни­ка и при­бо­ры СВЧ. 2-е изд. М., 1972. Т. 2; Хай­ков А. З. Клис­трон­ные уси­ли­те­ли. М., 1974; Мощ­ные элек­тро­ва­ку­ум­ные при­бо­ры СВЧ / Под ред. Л. Клэм­пит­та. М., 1974.

Вернуться к началу