книги / СВЧ-энергетика. Генерирование. Передача. Выпрямление

очень большую мощность на выходе с к. п. д. более 80%. Рабочая добротность на СВЧ получается порядка 20 и со­ ответствует потерям в цепи, достаточным для нагревания термоэлектронного катода.

СВЧ-выпрямители с поперечным взаимодействием так­ же работают в качестве преобразователей частоты (на выходе 60 или 400 гц). Предполагаемый возможный к. п. д. преобразования достигает 100%, а возможный условный вес 2 кет на 1 кг прибора. Устройство состоит из традиционной цилиндрической электронной пушки, модулятора Куччиа, который сообщает СВЧ-мощность электронному потоку, вызывая циклотронное вращение; имеется также область с уменьшающимся магнитным по­ лем, где вращательная энергия преобразуется в энергию продольного движения. Тормозящий коллектор преобра­ зует возросшую энергию продольного движения в элек­ трическую энергию. Однако экспериментальные приборы работали с предельным к. п. д., составляющим всего лишь 28%. Такой низкий к. п. д. (по сравнению с теорией) был связан с потерями тока на тормозящем коллекторе.

Если рассматривать преобразование СВЧ-колебаний в постоянный ток в приборах со скрещенными полями, то общий к. п. д. преобразования должен быть равен к. п. д. преобразования энергии постоянного тока в СВЧ-энер- гию. Однако предварительные попытки реализовать эти прогнозы по существу не были успешными. Причиной явились ограничения, накладываемые необходимостью изменить направление электрического поля в пространстве взаимодействия выпрямителя АГ-типа на противополож­ ное тому, как это имеет место при преобразовании по­ стоянного тока в СВЧ-колебания в генераторе со скре­ щенными полями. Результаты экспериментов указывают на то, что инжекция электронного потока в отличие от эмиссии с магнетронного катода может решить эту задачу, и такие устройства хорошо работали при незамкнутом электронном потоке. Во всяком случае, потенциально возможный к. п. д. и способность преобразовывать боль­ шие мощности с помощью выпрямителей со скрещенными полями оправдывают дальнейшие работы в этом направ­ лении, несмотря на то что технические затруднения пре­ пятствуют подтверждению этих свойств.

Клистронный выпрямитель потенциально вполне эф­ фективен. Это свойство наряду с присущей ему хорошо известной способностью работать на высоких уровнях мощности делает прибор перспективным для выпрямле­ ния СВЧ-колебаний большой мощности. Решение инже­ нерных вопросов разработки клистронного выпрямите­ ля хорошо известно из литературы по клистронам и ли­ нейным ускорителям, за исключением лишь коллектора клистронного выпрямителя, который требует дальнейшей проработки.

Выпрямление СВЧ (и преобразование частоты) полу­ чается также в лучевых приборах бегущей волны 0- и Л4-типов в режиме «провала» Компфнера. С помощью теории связанных воли показано, что при низком уровне входного сигнала энергия периодически перераспределяет­ ся между электронным потоком и замедляющей системой. Для недисперсной замедляющей системы ширина полосы составляет ^-<28%. При большом входном сигнале пере­ ход энергии не носит периодического характера вследствие резко выраженной нелинейной модуляции электронного потока. При большом входном сигнале мощность, пере­ данная электронному потоку, составила 50% мощности электронной пушки. Показано, что в связи с разбросами скоростей электронов в потоке нужно секционировать тормозящий коллектор. Трехсекционный коллектор имеет к. п. д., равный 80%. При 100%-ной передаче СВЧ-мощности электронному потоку общий предельный к. п. д. преобразования составляет 80% при мощности пушки, отнесенной к входной СВЧ-мощности порядка 50% или более. Программирование замедляющей системы как вО-, так и в М-типах выпрямителей может повысить предельный к. п. д. Приведены экспериментальные резуль­ таты для ЛБВ-выпрямителя, а также для ЛБВМ-выпря- мителя с положительным электродом.

Очевидно, что различные современные конструкции СВЧ-выпрямителей находятся на различных стадиях раз­ работок; уже имеются выпрямители для некоторых приме­ нений. Дальнейший прогресс в этом направлении может обеспечить создание конструкций для соответствующих уровней СВЧ-мощности.

Предисловие	редактора	русского			издания	§
Предисловие						8
	Глапа		1.	Введение
1.1. Общин обзор						13
	Г л ава		2 .	Генерирование
2.1. Введение .						24
2.2. Магнетроны как источники энергии СВЧ						37
2.3. Усилители со скрещенными полями............................						71
2.4. Шумовые генераторы на приборах со скрещенными по­						114
лями	....................
2.5. Мощные^'клистроны и приборы клистронного типа						126
2.6. Мощные^триоды			. . . .			157
2.7. Плазменно-лучевые усилители						179
2.8. Квантовые приборы				.		194
2.9. Полупроводниковые		приборы				227
2.10. Заключение						234
	Г л ава		3.	П ередача
3.1. Введение . .						240
3.2. Металлические трубчатые волноводы увеличенных раз­						249
меров					. .
3.3. Поверхностные волноводы						297

3.4.* Квазиоптические (лучевые) волноводы....................... 314

3.5.Передача пучков электромагнитных волн в свободном

пространстве	.					331
3.6. Экономическая реализуемость передачи СВЧ-мощности						351
по круглым волноводам
3.7. Заключение						370
	Г л ав а 4 . Выпрямление
4.1. Введение . .		.	. . .			375
4.2. Мощные полупроводниковые			выпрямители		.	378
4.3. Выпрямители	на	вакуумном	диоде	.		403
4.4. Выпрямители	с	поперечнымвзаимодействием				407
'4.5. Выпрямители со скрещенными полями						420
4.6. Клистронные	выпрямители		...................................			424
4.7. Преобразование высокочастотной энергии в энергию						435
постоянного тока в лучевых приборах
4.8. Заключение						461