ный провод коаксиальной линии, а ее внутренним проводом является спираль, выполняющая роль замедляющей системы. Металлический цилиндр соединен с широкими стенками двух волноводов, в которых сделаны отверстия для лампы.

Между волноводами намотана основная фокусирующая катушка 9. Ее часто называют соленоидом. По виткам соленоида проходит постоянный ток, создающий в лампе продольное магнитное поле. Благодаря ему электроны летят внутри спирали очень узким лучом. Предварительная фокусировка электронного луча и сообщение ему кинетической энергии движения осуществляются анодами электронной пушки.

На концах лампы помещаются дополнительные катушки 10. Они улучшают фокусировку электронного луча в области входного и выходного волноводов. Основная и дополнительные фокусирующие катушки выполняются из отдельных секций. Каждая секция намотана из оксидированной алюминиевой фольги. Общее число витков фокусирующих катушек огромно. Поэтому напряженность фокусирующего магнитгюго поля внутри ЛБВ получается порядка десятков ампер на метр.

Из схемы усилителя видно, что спираль лампы с обоих концов соединена с металлическими цилиндрами, имеющими длину, близкую к четверти волны усиливаемых колебаний. Эти цилиндры вместе с наружной металлической трубкой (соединенной с волноводами) представляют собой два коаксиальных дросселя. Благодаря им не происходит утечки высокочастотной энергии с обоих сторон лампы.

Концы спирали 7 и 8 выполняют роль переходных устройств. Их часто называют элементами связи между волноводами и лампой или спиральными миниатюрными антенками Поскольку спираль имеет соединение со вторым анодом, то она находится под положительным потенциалом относительно катода. В паспорте ЛБВ, а также в описаниях конструкций напряжение второго анода часто называют напряжением спирали. Оно бывает порядка сотен или тысяч вольт. На первом аноде напряжение значительно меньше.

Необходимыми элементами усилителя являются два согласующих поршня и 12. При помощи поршня производят согласование входного волновода с лампой для получения режима бегущих волн в этом волноводе. При помощи поршня 12 осуществляют согласование лампы с выходным волноводом для получения режима бегутцих волн в лампе. Практически обе регулировки взаимно связаны. Они производятся один раз на заводе и в процессе эксплуатации усилителя не изменяются. Для точной установки лампы по центру фокусирующего магнитного поля в конструкции усилителя предусматриваются юстировочные (центрирующие) приспособления. Это могут быть эксцентриковые втулки, центрирующие винты или иные устройства.

Пользуясь рис. 1.95, разберем физические процессы, происходящие в ЛБВ при усилении радиоимпульсов,

1-й случай. Источники питания включены, но сигнала на входе усилителя нет.

При данном условии внутри спирали имеется только одно продольное магнитное поле фокусирующих катушек. Других полей в ЛБВ нет. Поскольку катод лампы накален, то электроны вылетают из него и, попадая под воздействие электрического поля анодов, устремляются к коллектору.

Сквозь отверстие второго анода электроны движутся равномерным потоком. Магнитное поле фокусирующих катушек удерживает электронный поток в виде тонкого луча. Оно не изменяет

Направление движения

алептромагнитного поля

Рис. 1.96. Электрическое высокочастотное ноле бегущей волны внутри спирали при отсутствии электронного потока

энергии электронов. Поэто.му внутри спирали электроны летят с постоянной скоростью. В любом сечении спирали плотность электронного луча одинакова.

В этом случае на выходе усилителя высокочастотных колебаний нет.

2-й случай. На вход усилителя поступает высокочастотный сигнал (радиоимпульс), но источники питания схемы не включены.

При отключенном питании катод ЛБВ холодный и электронного потока в лампе нет. Нет и магнитного поля фокусирующих катушек. Если в это время на вход усилителя поступает радиоимпульс, то во входной спиральной антенне возбул<даются высокочастотные колебания. Они создают в лампе электромагнитное поле высокой частоты, перемещающееся вдоль оси спирали. Картина высокочастотного электрического поля, возникающего между витками спирали, показана на рис. 1.96. Магнитное высокочастотное поле, возникающее в ЛБВ, на рисунке не показано.

Если положение поритней настройки обеспечивает полное согласование лампы с волноводами, то вдоль оси спирали распространяется только бегущая волна электромагнитного поля. Скорость ее перемещения значительно меньше скорости света. Эта скорость называется фазовой скоростью волны в спирали. Она меньше скорости света во столько раз, во сколько раз длина

витка спирали больше шага ее намотки. Поэтому спираль называют замедляющей системой ЛБВ.

Фазовую скорость бегущей волны в ЛБВ можно найти по формуле

1/ф = 3-10-£2- [KMJceK],

где /сп -длина спирали;

/„р -длина провода спирали. Обычно /пр=(10-30)/сп. В этом случае фазовая скорость усиливаемой волны в 10-30 раз меньше скорости света. В рассматриваемом случае в любо.м сечении спирали действующее значение

Направление двитенир электронного потока и электромагиитного полл

Ускорение I Гррлюжение Ускорение I Торможение электронов электронов электронов электронов

Рис. 1.97. Действие сил высокочастотного электрического поля бегущей волны на электроны луча

напряженности высокочастотного поля одинаково. Поэтому мощность сигнала на выходе ЛБВ такая же, как на входе. Следовательно, усиления сигнала нет. В этом случае ЛБВ выполняет роль коаксиального фидера, в котором электромагнитная энергия распространяется с малой скоростью.

3-й случай. На вход усилителя поступает высокочастотный сигнал (радиоимпульс) при включенных источниках питания схемы.

Если радиоимпульс (сигнал) поступает на вход усилителя при наличии электронного потока в лампе, то появление бегущей волны высокочастотного электричесгдаго поля внутри спирали вызовет группирование электронов в сгустки. Прог;есс группирования заряда внутри спирали поясняется рис. 1.97 на примере семи электронов.

Из рисунка видно, что при указанном положении бегущей волны в лампе электроны 3 п 7 будут тормозиться, а следовательно, они будут отставать от поля. Электроны 1 а 5 будут ускоряться и обгонять электрическое поле. Таким образом произойдет уплотнение заряда вокруг электронов 2 и 6, скорость которых неизменна и определяется величиной постоянного напряжения ка втором аноде лампы.