Согласованное сопротивление устраняет ларазитную обратную связь в ЛОВ, возникающую за счет повторных отражений.

Флуктуации электронного .потока вызывают в замедляющей системе ЛОВ слабые электромагнитные колебания самых различных частот, распространяющиеся в сторону вывода энергии (об-

Рис. 8.19. Привдип устройства и схема йитания яашиы .обратной 1Волны:

/ - катод; 2 - фокусирующий электрод: 3 - первый анод; 4 - второй анод; 5 - замедляющая система; 6 - коллектор; 7 - нагрузка замедляющей системы; 8 - вывод энергии; 9 - фокусирующая система

ратные волны). Продольная электрическая составляющая поля замедляющей системы может быть представлена суммой пространственных гармоник, фазовая скорость одной из которых может иметь то же направление и примерно ту же величину, что и скорость электронного потока, удовлетворяя этим условиям син-хро,низа1Ции. В ЛОВ путем выбора параметров замедляющей системы и электрического режима создаются условия синхронизации для первой гармоники .обратной волны, отличающейся тем, что направление ее групповой скорости (направление распространения энергии) противоположно фазовой скорости. Характерной особенностью использования этой волны ЛОВ является то, что условия синхронизации сохраняются в узком диапазоне частот. Для изменения частоты необходимо подбирать новые условия синхронизма, менять скорость пучка путем изменения ускоряющего напряжения.

Обратная связь в генераторе на ЛОВ создается за счет противоположных направлений фазовой и пругаповой скоростей при условии совпадения направления скорости электронов и фазовой скорости волны. При этих условиях электронный поток несет СВЧ энергию от пушки к коллектору, а волна-в обратном направлении.

При наличии обратной связи для возбуждения генератора необходимо удовлетворение условий баланса фаз и ам-плитуд. Для обеспечения самовозбуждения сумма фазовых углов при обходе по иантуру автогенератора должна быть равна целому числу 2л. Поэтому второе условие, условие фазового .баланса для ЛОВ, запишется в виде:

----л = 2пп, (8.10)

где со гф(1) - изменение фазы волны при ее движении вдоль замедляющей системы; (ol/ve-набег фазы для сигнала, переноси-

мого электронным потоком на том же шути; t - длина замедляющей системы; &ф(])-фазовая скорость первой пространственной гармоники обратной волны; л - характеризует смещение электронного сгустка относительно волны при их совместном движении; л= О, 1, 2, 3, ...

Из уравнения (8.110) следует, что JIOiB имеет несколько зон генерации, характеризуемых различными значениями п=1, 2, 3,.., Наибольшую выходную мощность при наименьшем ускоряющем напряжении обеспечивает зона /г=0, назьиваемая первой, или основной. Воэбуждение колебаний в той или иной зоне зависит от тока пучка (см. рис. 8.20). Ток пучка, при котором начинается возбуждение ЛОВ, называется пусковым током /пуск. При токах меньших нускового условие баланса амплитуд не удовлетворяется, ц, ЛОВ работает как уэкополосный усилитель.

/пуск fys

Рис. 8.20. Зависимюсть вы-ходиой МОЩНОСТИ и коэффициента усиления лампы бе-гуЩСЙ волны ОТ тока лучка

Рис. 8.21. Зависимость выходной мощности ламиы бегущей волны от ускоряющего наиряжения

В Качестве рабочего вида колебаний ЛОВ выбирается основной вид п=0. Для того чтобы обеспечить уверенный режим генерации на виде /г=0, рабочий ток /раб (ом. рис. 8.20) выбирают в 2-б раз больше пускового тока рабочего вида п=0, но меньше пускового тока первой зоны.

Уравнение баланса фаз (8.10) используется для расчета частоты колебаний, генерируемых ЛОВ. Очевидно, что частота бу дет .зависеть от ускоряющего напряжения Uq, поскольку последнее определяет скорость электронов Ve. У1величеше Uo увеличивает частоту.

Рассмотрим основные характеристики И параметры ЛОВ. Выходная мощность ЛОВ в основном зависит от меняющихся при перестройке ускоряющего напряжения и согласования. Зависимость выходной мощности ЛОВ от ускоряющего напряжения показана на рис. 8.21. Основной причиной неравномерности и изре-занности этой кривой является плохое согласоваНие ив-ва отражения .электромагнитной волны от нагрузки и концов замедляющей системы. Отраженная от нагрузки и выходного конца замедляющей системы обратная Волна идет к коллектору, и ее поле не взаимодействует с электронным потоком. При плохом соглаоова-

НИИ поглотителя у коллекторного .конца замедляющей системы пришедшая волна снова отражается и опять сдвигается к выходному концу, на этот раз взаимодействуя с электронным потоком. Если при этом фазы прямых и отраженных волн совпадают, то выходная мощность растет, если противоположны - то уменьшается. Так как сдвиг фазы при данной длине ЛОВ зависит от частоты, то должно наблюдаться колебание выходной мощности.

Степень неравномерности кривой выходной мощности в диапазоне перестройки оценивается величиной перепада мощности

бм=10Ш(Р ах/ 1п). (8.11)

где Ртах И Pmin - максималвное и мпнимальное значения выходной мощности .в диапазоне электронной перестройки.

В современных ЛОВ перепады мощности не превыщают 5 дБ. Для уменьшения перепадов мощности ЛОВ прибегают к ее стабилизации. Стабилизацию можно осуществить за счет отрицательной обратной связи с регзлпровкой мощности за счет изменения тока пучка напряжением на фокусирующем электроде. Недостатком этого метода является искажение характеристики электронной перестройки из-за изменения тока пучка. Лучшие, но более сложные методы стабилизащии мощности основываются на использовании управляемых ограничителей и аттенюаторов, автоматически регулируемых по цепи обратной связи.

Лампы обратной волны являются маломощными генераторами, их выходная мощность не превышает нескольких .сот милливатт.

Диапазон электронной перестройки. Ширина диапазона электронной перестройки характеризуется коэффициентом перекрытия диапазона:

д ~ /шах mliu

где /max И /min - максимальная и минимальная граничные ча.сто-ты диапазона перестройки.

Коэффициент перекрытия ЛОВ с коаксиальными выводами энергии обычно равен Kr=<2, а с волноводными выводами /Сд= = 1,5-1,6.

Характеристики электронной перестройки представляют собой зависимость частоты и крутизны электронной перестройки от напряжения на замедляющей системе. Характеристика электронной перестройки показана на рис. 8.22. Волнистость этой характеристики объясняется теми же отражениями, что и в случае кривой .выходной мощности рис. 8.21. Степень искажения характеристики электронной перестройки оценивается величиной перепада крутизны относительно усредненной кривой (штриховая линия на рис. 8.22):

6к = 5эшах/5эт111. (8.12)

Где 5э max И 8э min - макоимальнос и минимальное значения крутизны электронной перестройки в рабочем диапазоне частот.