Главная > СВЧ, ультразвук, аккустика > Техника сверхвысоких частот. Том 1
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

12.4.2. Фокусированные пучки

Источником электронного пучка ламп с сеточным управлением и магнетронов является катод в соединении с положительным электрическим полем анода. Пучок с круговым поперечным сечением лаще эмитируется при помощи электронной пушки. В настоящее время существует много разновидностей таких пушек [263, 284]. Один из вариантов пушки [219], состоящий из вогнутого катода

и электрода, формирующего пучок, показан в левой части рис. 12.15.

Были также сконструированы пушки [127, 170 , 384] для ламп со скрещенными полями. Форма пучка, выходящего из электронной пушки, зависит от сил взаимодействия пространственного заряда и характеризуется обычно параметром, называемым первеансом пучка или пушки. В некоторых лампах, таких, как маломощный отражательный клистрон, пучок короткий, и его расходимость может быть определена с помощью тока, проходящего через цилиндрический канал.

Рис. 12. 15. Получение протяженного сфокусированного электронного пучка. Электронный пучок инжектируется в магнитное поле, индукция которого составляет около Для уменьшения веса используется периодическое магнитное поле, (См. [4 1].)

При минимальном диаметре пучка, расположенном посередине канала, этот ток максимален. Если канал имеет длину и радиус то максимальное значение первеанса пучка равно

Плотность тока в минимальном поперечном сечении пучка больше плотности на краях в 5,66 раза.

Для протяженных электронных пучков, которые требуются, например, в ЛБВ, и предельное значение первеанса мало.

Можно использовать фокусировку положительных ионов, но это вряд ли является удачным [263]. На практике пучки с высоким первеансом обычно осуществляют посредством магнитной фокусировки. При грубой фокусировке [150] катод, диаметр которого равен требуемому диаметру пучка, помещается в достаточно сильное аксиальное магнитное поле, чтобы ограничить поперечные движения частиц в приемлемых пределах. При более тонкой фокусировке траектории электронов рассчитывают таким образом, чтобы в области пушки они проходили вдоль силовых линий магнитного поля.

В потоке Брюллюэна [29] электроны, вращающиеся вокруг оси пучка, испытывают действие силы, направленной внутрь пучка, которая в точности уравновешивается силой, направленной наружу

и обусловленной расталкиванием пространственного заряда и центробежными эффектами. Значение радиуса пучка получается из соотношения

Максимальное значение первеанса

достигается при условии, что все электроны движутся с одинаковой скоростью вдоль оси. Эта скорость соответствует потенциалу на оси пучка, остальные две трети общей энергии пучка заключены во вращательном движении. На практике [13, 262] предпочитают иметь значительно менее интенсивные пучки Например, пучок с током при напряжении может быть пропущен через цилиндрический канал радиусом и длиной 33 см при потере тока на стенки только Обычный способ [285] получения бриллюэновского потока показан на рис. 12.15.

Фокусирующее магнитное поле может быть создано для экспериментальных целей либо с помощью соленоидов, либо при стационарной работе посредством постоянных магнитов. Индукцию магнитного поля в на расстоянии 13,5 см можно [106] получить, например, при использовании пары постоянных магнитов весом Из уравнения (12.42) следует, что фокусировка зависит от Это факт привел к созданию периодической [117, 220] или «сильной» фокусировки. В каждой плоскости, где магнитное поле меняет знак, происходит смена направления вращения электронов на обратное, но во всех остальных отношениях пучок остается неизменным. Применение N коротких магнитов означает существенное уменьшение [188, 189] неточностей в распределении магнитного поля на множитель, лежащий между Было разработано несколько опытных конструкций [39, 40, 140, 230, 261, 311], и одна из них с магнитами весом изображена на рис. 12.15.

Нашла практическое применение [2, 17, 18] и периодическая электростатическая фокусировка [128, 141, 251, 268], хотя значения первеанса здесь бывают ниже. Кроме того, был предложен центробежный метод [41, 42, 46, 120], при котором пучок в пушке получает вращение до того, как он попадает в область периодического электростатического фокусирующего поля. Если системы не имеют спирального расположения волны спирали или коллектора, который «раскручивает» пучок, то энергия вращения пучка в центробежных системах не используется. В другом виде периодической электростатической фокусировки — «слаломном» потоке [52, 53, 54] — электроны движутся вдоль эквипотенциалей; при прохождении близ системы проводников их траектории близки к синусоидам.

ЛИТЕРАТУРА

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление