微波工程 - 反射式速调管



这种微波发生器是一种速调管,它利用单个腔体中的反射和振荡工作,该腔体具有可变频率。

反射式速调管由电子枪、阴极灯丝、阳极腔和阴极电位电极组成。它提供低功率,效率低。

反射式速调管的构造

电子枪发射电子束,电子束穿过阳极腔中的间隙。这些电子向斥板电极移动,斥板电极处于高负电位。由于高负场,电子被反推回阳极腔。在返回过程中,电子向间隙提供更多能量,并维持这些振荡。以下图示出了这种反射式速调管的结构细节。

Reflex Klystron

假设管中已经存在振荡,并且它们由其工作维持。电子在通过阳极腔时获得一些速度。

反射式速调管的工作原理

反射式速调管的工作原理可以通过一些假设来理解。电子束被加速向阳极腔移动。

假设参考电子er穿过阳极腔,但没有额外的速度,并且在到达斥板电极后以相同的速度反弹回来。另一个电子,比如ee,它比这个参考电子早开始,先到达斥板,但返回速度较慢,与参考电子同时到达。

我们还有另一个电子,迟电子el,它比eree都晚开始,但是它在返回时速度更快,与er和ee同时到达。

现在,这三个电子,即ereeel同时到达间隙,形成一个电子束。这段行程时间称为渡越时间,它应该具有最佳值。下图对此进行了说明。

Electron Bunch

阳极腔在电子前进时加速电子,并在返回过程中通过减速它们来获得它们的能量。当间隙电压处于最大正值时,这使得最大负电子减速。

最佳渡越时间表示为

$$T = n + \frac{3}{4} \quad 其中 \: n \: 是 \:一个 \:整数$$

此渡越时间取决于斥板电压和阳极电压。

反射式速调管的应用

反射式速调管用于需要可变频率的应用,例如 -

  • 无线电接收机
  • 便携式微波链路
  • 参量放大器
  • 微波接收机的本地振荡器
  • 作为在微波发生器中需要可变频率的信号源。
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