приводит к уменьшению коэффициента усиления. Максимальная (Выходная мошность ЛБВ соответствует режиму насыщения. При значительном увеличении входной мощности выходная мощность может уменьшаться, но затем опять начинает увеличиваться за счет прямого прохождения входного сигнала. В последнем режиме лампа работает как ослабитель (аттенюатор).

Рис. 8.16. Амплитудные характеристики лампы бегущей волны

Рис. 8.17. Зависимость коэффициента усиления лампы бегущей В10лны от ускоряющего напряжения

По выходной мощности лампы бегущей волны можно разделить иа: ЛБВ малой мощности - выходная мощность которых в режиме насыщения не превышает 1 Вт; ЛБВ средней мощности- выходная мощность от 1 до 100 Вт; ЛБВ большой мощности-выходная мощность более 100 Вт и сверхмощные ЛБВ - овьш1е 100 кВт.

Коэффициент усиления ЛБВ зависит от величины входной мощности, частоты сигнала, режима питания, режима нагрузки и многих других факторов. Коэффициент усиления (в децибелах) в линейном режиме работы ЛБВ определяется уравнением

/Сг/=-9,54 + 47,3 4 С,-а , (8.7)

где параметр усиления:

Го - ток электронного пучка; Uo - ускоряющее напряжение; RcB - сопротивление связи (величина, определяющая эффективность связи электронного пучка с СВЧ полем замедляющей системы); /э= Язам - электрическая длина замедляющей системы; I - геометрическая длина замедляющей системы; Оп - затухание локального поглотителя.

Из приведенных формул и анализа принципа действия относительно линейного режима работы ЛБВ необходимо сделать следующие заключения:

а) усиление, растет с увеличением тока пучка /о, так как уве личивается количество электронов, взаимодействующих с элект* ромагмитной волной;

б) усиление растет с увеличением электрической длины замедляющей системы 1э, поскольку увеличивается время Бзаим)одейст-вия электронов с электромагнитной волной. Обычно /=(10- -30)Л,зам. С дальнейшим увеличением L возникает нелинейная зависимость, и коэффициент усиления не возрастает;.

1В) локальный поглотитель уменьшает усиление. Однако это уменьшение легко компенсируется увеличением длины спирали, и, более того, отсутствие угрозы самовозбуждения лампы по13воля-ет, наоборот, повысить коэффициент усиления;

;г) изменение ускоряющего напряжения вызывает рассинхро-низацию пучка и волны и приводит к уменьшению коэффициента усиления (см. рис. 8.,17).

Различные типы ЛБВ имеют значение коэффициента усиления в пределах 15-60 дБ.

Частотная характеристика лампы бегущей волны приведена на рис. 8.18. Частотные свойства ЛБВ определяются свойствами замедляющей системы, качеством согласования еывОдав и локального поглотителя, режимом питания и др. Качество частотной характеристики оценивается иеравномерно-стью усиления в диапазоне частот. У широкополосных ЛБВ (полоса около одной октавы) разница в .максимальном и минимальном усилении достигает 6-8 дБ. Диапазон рабочих частот ЛБВ обычно отсчи- Рис. 8.18. Частотная ; гьшается на заданном уровне минимально- хара,ктернстииа ЛБВ го усиления ЛБВ.

Фазовые характеристики. Фазовая характеристика зависит от ускоряющего напряжения, качества согласования входа и выхода ЛБВ и входной мощности. Изменение фазы выходного напряже-ния при изменении ускоряющего напряжения AUq приблизитель* но выражается формулой

Д Ф - 105 Zg (Д UofUo). (8.9)

Изменение входной мощности ЛБВ изменяет кинетическую энергию электронов и этим вызывает фазовый сдвиг выходного сигнала. Поэтому .при усилении амплитудно-модулированного сигнала с помощью ЛБВ возникает небольшая фазовая паразитная модуляция.

Шумовые характеристики. Шумы ЛБВ вызываются флуктуацией скорости злектронов, изменением токараспределения, иони* зацией, вторичной электронной эмиссией и тепловыми шумами. Шумы ЛБВ можно уменьшить выбором электрического режима работы (в основном, уменьшением тока пучка), улучшением согласования яа входе и выходе и улучшением фокусировки пучка

Шумы ЛБВ имеют особое значение при использовании их в

качестве входных усилителей радиоприемников. Лампы бегущей волны подобного применения называются малошумящими. Их коэффициент шума находится в пределах 4-20 дБ.

Применение ЛБВ. Широкое распространение получили мало-шумящие ЛБВ в качестве входных усилителей высокой частоты приемников, что позволяет на 10-20 дБ увеличивать чувствительность приемника и защитить детектор смесителя от выгорания.

Ламиы бегущей волны средней и большой мощности применяются в качестве промежуточных, а иногда и оконечных каскадов усилителей мощности передатчика. Отличительной особенностью таких усилителей является широкополосность и большое усиление на каскад. В табл. 8.3 приведены усредненные электрические параметры ЛБВ, а на рис. 8.15,6 показана одна из ее конструкций.

Усредненные параметры ЛБВ

Таблица 8.3

8.7. ЛАМПЫ ОБРАТНОЙ,ВОЛНЫ

Лампой обратной волны (ЛОВ) называется электровакуумный прибор, основанный на принципе длительного взаимодействия электронов с СВЧ электрическим июлем волны, движущейся в .обратном направлении по отношению к электронному потоку [37]. В качестве колебательной системы ЛОВ используются широкополосные замедляющие системы.

Устройство ЛОВ .показано на рис. 8.10. Электронный пучок формируется пушкой, состоящей из катода 1, фокусирующего электрода 2, первого 3 и второго 4 анодов. Сфокусированный электрокный пучок проходит вдоль замедляющей системы 5 типа встречные штыри и попадает на коллектор 6. Фокусировка электронов в нрощессе их движения вдоль замедляющей системы осуществляется, как и в ЛБВ, соленоидом 9 или кольцевыми магнитами (пакетированная ЛОВ). Выход СВЧ энергии 8 через ступенчатый переход электрически соединен с концом замедляющей системы, находящимся вблизи электронной пушки, а противоположный ее конец нагружен на согласованное сопротивление 7 (поглотитель).