МАГНЕТРОННОГО ТИПА ПРИБОРЫ

МАГНЕТРОННОГО ТИПА ПРИБОРЫ класс
электровакуумных приборов СВЧ (300 Мгц - 300 Ггц), в к-рых
движение электронов происходит в скрещенных постоянных электрич. и магнитном
полях и электромагнитном поле СВЧ. М. т. п. используются для генерирования
и усиления колебаний в радиолокац. и навигац. устройствах, устройствах
космич. связи, линейных ускорителях, мед. аппаратах, установках нагрева
токами СВЧ и т. д. В М. т. п. постоянное электрическое поле создаётся в
промежутке анод - катод (т. н. пространство взаимодействия), а постоянное
магнитное поле - перпендикулярно силовым линиям постоянного электрич. поля
и направлению движения электронов (в М. т. п. цилиндрич. конструкции -
вдоль оси катода). Условия обратной связи между электромагнитным полем
и электронным потоком, необходимые для самовозбуждения колебаний в М. т.
п., легко выполняются. Благодаря обратной связи электроны, к-рые в результате
взаимодействия с электромагнитным полем отдают ему часть своей энергии,
приобретённой от источника постоянного напряжения, смещаются к аноду и
в итоге попадают на него, а те электроны, к-рые отбирают от электромагнитного
поля часть энергии, возвращаются на катод, бомбардируя, его. Явление электронной
бомбардировки используется в нек-рых мощных М. т. п. для поддержания необходимой
темп-ры катода. Для осуществления эффективного и длительного взаимодействия
электронов с электромагнитным полем должна соблюдаться синхронность их
движения, т. е. равенство скорости переносного движения электронов vс
фазовой скоростью бегущей волны поля.

М. т. п. обладают свойством многофункциональности,
т. е. эффективно работают в разных электрич. режимах и условиях эксплуатации,
и высоким кпд (до 90% ); способны генерировать и усиливать колебания в
весьма широкой области электромагнитных волн (от метровых до миллиметровых
волн), генерировать колебания большой мощности (до неск. сотен квт непрерывной
и до неск. десятков Мвт импульсной мощности) при относительно низких
анодных напряжениях (до 50 же), перестраиваться по частоте в широком диапазоне
(до 20% механическим и до 100% электрич. способами), усиливать колебания
в широкой полосе частот (до 20% и более) при достаточно больших коэфф.
усиления (до 20 дб и более).

Прототипом всех М.т.п. является многорезонаторный
магнетрон
- наиболее известный прибор этого класса (см. рис.).
Упрощённое изображение пространства
взаимодействия магнетрона: а - распределение высокочастотного электрического
поля при колебаниях л-вида; б - форма электронного облака при колебаниях
я-вида. 1 - замедляющая система (анод); 2 - катод; 3 - граница электронного
облака; 4 - форма траекторий электронов; Е - силовые линии постоянного
электрического поля; Е - силовые линии электрического поля СВЧ; В - силовые
линии индукции магнитного поля; vэлектронов.

На магнетронном принципе взаимодействия
электронного потока с электромагнитным полем создано множество разновидностей
приборов (генераторов и усилителей), различающихся конструктивным исполнением
замедляющих
систем и устройств формирования электронного потока. В соответствии
с этими признаками различают 3 семейства М. т. п.:

1) с замкнутыми В кольцо замедляющей системой
и электронным потоком (с катодом в пространстве взаимодействия);

2) с электрически разомкнутой замедляющей
системой и замкнутым в кольцо электронным потоком (с катодом в пространстве
взаимодействия); 3) с замкнутыми или разомкнутыми замедляющими системами
и инжектированным электронным потоком (с катодом, вынесенным из пространства
взаимодействия).

К первому семейству приборов гл. обр. относятся:
многорезонаторный магнетрон, или магнетрон бегущей волны, в к-ром замедляющая
система обладает ярко выраженными резонансными свойствами, т. е. колебания
возбуждаются на дискретных частотах, рабочим видом колебаний является т.
н. л-вид или я/2-вид, возможна перестройка частоты колебаний механическим
или электрическим способом в небольших пределах (3-10% ); коаксиальный
магнетрон (разновидность многорезонаторного магнетрона) с перестройкой
частоты (до 20% ) и стабилизацией её посредством внеш. или внутр. высокодобротного
объёмного
резонатора, аксиального с резонаторной системой магнетрона и возбуждаемого
на волне типа Нои; регенеративно-усилительный магнетрон, в к-ром возбуждение
колебаний л-вида и управление их частотой осуществляется внеш. сигналом
малой мощности, вводимым обычно через цнркулятор в сильно нагруженную
резонаторную систему; магнетрон, настраиваемый напряжением (митрон), в
к-ром сильно нагруженная колебат. система (обычно стержневого типа) обладает
слабо выраженными резонансными свойствами и ток эмиссии катода ограничен,
вследствие чего на малых уровнях мощности достигается перестройка частоты
напряжением в широком диапазоне (до одной октавы
и более).

Ко второму семейству приборов гл. обр.
относятся: кар матрон - генератор обратной волны, в к-ром обычно используется
замедляющая система стержневого типа (чаще типа -"встречные штыри") с поглотителем
энергии внутри и частота колебаний перестраивается напряжением; амплитрон
- мощный усилитель обратной волны с согласованными входным и выходным устройствами
и полосой усиливаемых частот до 10% от средней частоты (при отражениях
энергии СВЧ на входе и выходе и температурном ограничении тока эмиссии
амплитрон может работать как автогенератор с перестройкой частоты); стабилотрон-
высокостабильный генератор с механич. перестройкой частоты, состоящий из
амплитрона, делителя мощности отражающего типа, фазовращателя и
высокодобротного стабилизирующего резонатора (в литературе часто встречается
термин платинотрон как обобщённое название для амплитрона и стабилотрона);
у л ь т р о н - усилитель прямой волны с более широкой полосой усиливаемых
частот (до 20% ) и более высоким коэфф. усиления (до 30 дб), чем
у амплитрона.

К третьему семейству приборов гл. обр.
относятся: лампа обратной волны магнетронного типа (ЛОВМ) с перестройкой
частоты генерируемых колебаний напряжением в широком диапазоне (до 20%);
лампа бегущей волны магнетронного типа (ЛБВМ) с широкой полосой усиливаемых
частот (до 20% ) и высоким коэфф. усиления (до 20 дб).

Лит.: Электронные сверхвысокочастотные
приборы со скрещенными полями, пер. с англ., т. 1 - 2, М.. 1961: Лебедев
И. В., Техника и приборы сверхвысоких частот, т. 2, М.- Л., 1972; ГОСТ
17104-71. Приборы магнетронного типа. Термины и определения, M.i 1971.
Д.
Е. Самсонов.