мощности приводит к тому, что в области выходного резонатора происходит разгруппировка электронов, и мощность на выходе падает. Выходная мощность многорезонаторных Клистронов в .режиме непрерывного генерирования доходит до сотни киловатт, а в импульсном режиме - до десятков мегаватт.

Полоса рабочих частот. В двухрезонаторном клистроне полоса рабочих частот зависит, главным образом, от полосы пропускания резонаторов и составляет величину меньше 1 %. В многорезонаторных клистронах при взаимной расстройке резонаторов полоса достигает 10%. В этом случае выходной резонатор также настраивается на частоту усиливаемых колебаний. Если предшествующие резонаторы обеспечивают полосу 5-10%, то, очевидно, нагруженная доб.ротность выходного резонатора должна быть ще более Qh=10-20.

В .меньшей степени полоса пролетного клистрона зависит от ускоряющего напряжения, расстояния между ре-зонаторами и амплитуды входного сигнала.

Фазочастотная характеристика за-висит от взаимной настройки резонаторов. Соответствующей настройкой резонаторов можно добиться достаточно линейной фазочастотной характеристики клистрона. Пульсации ускоряющего напряжения приводят к паразитной фазовой модуляции выхоино-го сигнала.

Электронный КПД клистрона представляет собой Отношение выходной мощности к мощности, расходуемой источником ускоряющего напряжения. Электронный КПД двухрезонаторного клистрона не превышает 58%, в мно-

вх опт

Рис. 8.11. Амплитудные характеристики пролетного двухрезонаторного клистрона

Таблица 8.1

Усредненные параметры пролетных клистронов

горезонаторных клистронах он может быть больше. В табл. 8.Е приведены параметры типичных усилительных прямопролетных: клистронов.

Применение пролетных клистронов. Пролетные клистроны, в основном, применяются в качестве выходных усилителей радиолокационных и телевизионных передатчиков. Импульсные клистроны большой мощности используются для питания линейных ускорителей.

Частотно-умножительные клистроны используются, главным образом, в тех случаях, когда требуется получение СВЧ колебаний высокой стабильности. Возбудителем умножителя частотьг служит стабилизированный кварцем генератор колебаний метрового диапазона. При коэффициенте умножения п= 10 и более на выходе умножителя могут быть получены высокостабильные колебания дециметрового и сантиметрового диапазонов.

8.5. ОТРАЖАТЕЛЬНЫЕ КЛИСТРОНЫ

Клистрон, в котором электроны, пролетев сквозь зазор резонатора, возвращаются в него тормозящим полем отражателя, называется отражательным [31].

Отражательные клистроны используются для генерирования СВЧ .колебаний малой мощности.

Принцип действия отражательного клистрона основан на кратковременном взаимодействии электронов с высокочастотным элек-

Мвхтивм настроит \

03е,Ъ наиб.

Рис. 8.}2. Отражательный клистрон: а- принцичп действия и схема питания:

- катод; 2 - электронный пучок; 3 - резонатор; 4 - отражатель; 5 - источник ускоряющего напряжения; б - источник напряжения отражателя;

б - конструкция 181

трическим полем. В качестве колебательной системы в отражательном клистроне используется один резонатор.

На рис. 8.12 показано устройство, схема питания и конструкция отражательного клистрона. Работу отражательного клистрона можно пояснить следующим образом. Электроны 2, ускоренные напряжением [/о, попадают в резонатор 3, где модулируются по скорости колебаниями высокочастотного электрического поля. Пролетев резонатор, электроны попадают в пространство между резонатором и отражателем 4. Последний, имея отрицательный потенциал, тормозит и возвращает электроны обратно в резонатор. При торможении и возврате электроны формируются в сгустки.

Обращаясь к рис. 8.13, рассмотрим процесс группирования электронов в сгустки. Электроны пучка влетают в резонатор с одинаковой скоростью у в: и в разнос время t. Электрон I, вылетевший из

f --v. \

Рис. 8.13. Груииирование электронов .в сгустки в отражательяом лиот-роие

Рис. 8.14. Характеристики отражаельного клистрона: а - изменение мощности в зоне генерации; б-нзмене-ние частоты в зоне генерации

резонатора в момент времени ti и пролетевший зазор резонатора в ускоряющем СВЧ поле Ui, увеличивает свою скорость {ve\>Ve). Электрон 2, влетевший в резонатор несколько позже (момент времени tz) и пролетевший зазор в тот момент, когда высокочастотное поле было равно нулю, не изменяет свою скорость {ve2=Ve). Электрон 3, влетевший в резонатор еще позже (момент времени з) и пролетевший резонатор в тормозящем СВЧ поле, уменьшит свою скорость (Veb<.Ve). Как показано на рис. 8.13, электроны 1, 2, 3 в зависимости от времени вылета пройдут разные пути z и затратят яа это разное время, но при определенном напряжении на отражателе могут возвратиться в резонатор в одно и то же время tn-

Для того чтобы клистрон мог генерировать незатухающие СВЧ колебания, сгустки электронов при обратном движении должны проходить через резонатор, когда в нем имеется тормозящее вы-