Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

ЛА́МПА БЕГУ́ЩЕЙ ВОЛНЫ́

  • рубрика
  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 16. Москва, 2010, стр. 643

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




ЛА́МПА БЕГУ́ЩЕЙ ВОЛНЫ́ (ЛБВ), элек­тро­ва­ку­ум­ный СВЧ-при­бор, ра­бо­та ко­то­ро­го ос­но­ва­на на дли­тель­ном взаи­мо­дей­ст­вии элек­трон­но­го по­то­ка и за­мед­лен­ной элек­тро­маг­нит­ной вол­ны, дви­жу­щих­ся в од­ном на­прав­ле­нии. Пред­на­зна­че­на гл. обр. для ши­ро­ко­по­лос­но­го уси­ле­ния СВЧ-ко­ле­ба­ний в диа­па­зо­не от 300 МГц до 300 ГГц, а так­же для пре­об­ра­зо­ва­ния и ум­но­же­ния час­то­ты и др. це­лей. Элек­тро­ва­ку­ум­ный при­бор, в ос­но­ву ра­бо­ты ко­то­ро­го по­ло­жен прин­цип взаи­мо­дей­ст­вия элек­трон­но­го по­то­ка и бе­гу­щей вол­ны, впер­вые пред­ло­жил и за­па­тен­то­вал амер. инж. А. Га­ев в 1936. Пер­вая ЛБВ соз­да­на амер. учё­ным Р. Ком­пф­не­ром в 1943 (по др. све­де­ни­ям, в 1944); тео­ре­тич. опи­са­ние ЛБВ впер­вые опуб­ли­ко­ва­но амер. фи­зи­ком Дж. Пир­сом в 1947.

Раз­ли­ча­ют ЛБВ О-ти­па (наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны), в ко­то­рых в энер­гию СВЧ-по­ля пре­об­ра­зу­ет­ся ки­не­тич. энер­гия элек­тро­нов в ре­зуль­та­те их тор­мо­же­ния элек­тро­маг­нит­ным по­лем (при этом по­сто­ян­ное маг­нит­ное по­ле на­прав­ле­но вдоль элек­трон­но­го пуч­ка и слу­жит для фо­ку­си­ров­ки элек­тро­нов), и ЛБВ М-ти­па, в ко­то­рых пре­об­ра­зо­ва­ние энер­гии, по­лу­чен­ной элек­тро­на­ми от внеш­не­го элек­трич. по­ля, в СВЧ-энер­гию про­ис­хо­дит в про­стран­ст­ве взаи­мо­дей­ст­вия, где по­сто­ян­ные элек­три­чес­кое и маг­нит­ное по­ля пер­пен­ди­ку­ляр­ны друг дру­гу и на­прав­ле­нию фа­зо­вой ско­ро­сти за­мед­лен­ной СВЧ-вол­ны (см. Маг­не­трон).

Тер­мин «Л. б. в.» обыч­но от­но­сят к ЛБВ О-ти­па; они ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся в пе­ре­даю­щих и при­ём­ных уст­рой­ст­вах ра­дио­ло­кац. стан­ций, сис­тем свя­зи че­рез ИСЗ и ра­дио­ре­лей­ных ли­ний свя­зи. Со­че­та­ние вы­со­ко­го ко­эф. уси­ле­ния, низ­ко­го уров­ня собств. шу­мов, от­но­си­тель­но не­боль­ших га­ба­рит­ных раз­ме­ров и мас­сы с ши­ро­кой по­ло­сой уси­ли­вае­мых час­тот, по­зво­ляю­щей пе­ре­да­вать боль­шой объ­ём ин­фор­ма­ции, де­ла­ет ЛБВ од­ним из наи­бо­лее удоб­ных ис­точ­ни­ков СВЧ-энер­гии для бор­то­вых РЛС, ус­та­нав­ли­вае­мых на са­мо­лё­тах, ко­раб­лях и др. дви­жу­щих­ся ус­та­нов­ках. ЛБВ М-ти­па ши­ро­ко­го рас­про­стра­не­ния не по­лу­чи­ли.

Схема лампы бегущей волны: 1 – катод; 2 – анод; 3 – ввод СВЧ-энергии; 4 – замедляющая система; 5 – электронный поток; 6 – фокусирующая система соленоидного типа; 7 ...

Уст­рой­ст­во ЛБВ пред­став­ле­но на ри­сун­ке. Элек­трон­ная пуш­ка фор­ми­ру­ет элек­трон­ный пу­чок с оп­ре­де­лён­ными се­че­ни­ем и ин­тен­сив­но­стью; ско­рость элек­тро­нов оп­ре­де­ля­ет­ся ус­ко­ряю­щим на­пря­же­ни­ем. С по­мо­щью фо­ку­си­рую­щей сис­те­мы (пе­рио­дич. сис­те­ма по­сто­ян­ных маг­ни­тов, со­ле­но­ид и др.), соз­даю­щей про­доль­ное маг­нит­ное по­ле, обес­пе­чи­ва­ет­ся не­об­хо­ди­мое по­пе­реч­ное се­че­ние пуч­ка. За­мед­ляю­щая сис­те­ма (обыч­но в ви­де спи­ра­ли) по­ни­жа­ет ско­рость бе­гу­щей вол­ны вдоль оси при­бо­ра до ско­рости, близ­кой к ско­ро­сти элек­тро­нов. Уси­ли­вае­мый сиг­нал вво­дит­ся в за­мед­ляю­щую сис­те­му и вы­во­дит­ся из неё с по­мо­щью уст­ройств вво­да и вы­во­да СВЧ-энер­гии. Кол­лек­тор слу­жит для улав­ли­ва­ния элек­тро­нов. Для уст­ра­не­ния са­мо­воз­бу­ж­де­ния ЛБВ из-за от­ра­же­ния элек­тро­маг­нит­ной вол­ны от кон­цов за­мед­ляю­щей сис­те­мы при­ме­ня­ет­ся по­гло­ти­тель (напр., в ви­де по­гло­щаю­ще­го ке­ра­мич. стерж­ня или плён­ки).

В ЛБВ ус­ко­рен­ные в элек­трон­ной пуш­ке элек­тро­ны вле­та­ют в за­мед­ляю­щую сис­те­му, где взаи­мо­дей­ст­ву­ют с элек­трич. по­лем уси­ли­вае­мой вол­ны, по­да­вае­мой че­рез ввод СВЧ-энер­гии. Дви­га­ясь син­хрон­но с вол­ной, элек­тро­ны в ре­зуль­та­те взаи­мо­дей­ст­вия тор­мо­зят­ся или ус­ко­ря­ют­ся – в за­ви­си­мо­сти от фа­зы элек­трич. по­ля; при этом про­ис­хо­дит мо­ду­ля­ция элек­трон­но­го по­то­ка по плот­но­сти – об­ра­зо­ва­ние сгу­ст­ков. В слу­чае ра­вен­ст­ва ско­ро­стей вол­ны и элек­тро­нов об­ме­на энер­ги­ей ме­ж­ду ни­ми не про­ис­хо­дит и уси­ле­ние от­сут­ст­ву­ет. Ес­ли ско­рость элек­тро­нов не­мно­го пре­вы­ша­ет фа­зо­вую ско­рость вол­ны, сгу­ст­ки элек­тро­нов, об­го­няя вол­ну, по­па­да­ют в тор­мо­зя­щее по­ле и от­да­ют свою энер­гию, уси­ли­вая вход­ной сиг­нал.

Гл. дос­то­ин­ст­во ЛБВ по срав­не­нию с др. уси­лит. элек­тро­ва­ку­ум­ны­ми СВЧ-при­бо­ра­ми (напр., клис­тро­на­ми) – ши­ро­кая по­ло­са уси­ли­вае­мых час­тот (обыч­но 1–2 ок­та­вы). Вы­ход­ная мощ­ность ламп в за­ви­си­мо­сти от на­зна­че­ния со­став­ля­ет от до­лей МВт (ма­ло­шу­мя­щие ЛБВ во вход­ных уси­ли­те­лях СВЧ при­ём­ных уст­ройств) до де­сят­ков кВт (в уси­ли­те­лях вы­ход­ных СВЧ-сиг­на­лов пе­ре­даю­щих уст­ройств) в не­пре­рыв­ном ре­жи­ме и до не­сколь­ких МВт в им­пульс­ном ре­жи­ме; ко­эф. уси­ле­ния дос­ти­га­ет 30–50 дБ и бо­лее.

Лит.: Ле­бе­дев ИВ. Тех­ни­ка и при­бо­ры СВЧ. 2-е изд. М., 1972. Т. 2.

Вернуться к началу