http://www.eprussia.ru/epr/98/7284.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 06 (98) март 2008 года

Прошлое и настоящее радиоламп

Энергетика Леонид АШКИНАЗИ

Если на пути пучка электронов оставить один резонатор, а за ним поместить отрицательно заряженный отражательный электрод, возвращающий электроны в зазор резонатора, то получится генератор.

Инициировав колебания в резонаторе, мы модулируем пучок по скорости, электроны собираются в группы, которые окончательно формируются при возвращении пучка к резонатору (фазу можно регулировать, изменяя потенциал отражательного электрода) и поддерживают колебания.

Такой тип клистрона, названный отражательным (в отличие от усилительного, который называют пролетным), изобрели в 1940 году советские инженеры В. Ф. Коваленко, Н. Д. Девяткин, Е. Н. Данильцев и И. В. Пискунов. Он развивает небольшую мощность (несколько ватт), и в ряде случаев вместо него можно использовать полупроводниковые приборы, но в диапазоне миллиметровых волн отражательный клистрон до сих пор дает фору полупроводникам.



Наперегонки с электромагнитной волной

Родовое свойство клистронов состоит в том, что они хорошо усиливают колебания той частоты, на которую настроены объемные резонаторы. А можно ли сделать лампу, которая, как обычный триод, усиливала бы колебания сверхвысоких частот в некотором диапазоне? Рудольфу Компфнеру, сотруднику Лаборатории Белла, это удалось. В 1944 году он изобрел лампу, в которой электронный пучок модулировался бегущей электромагнитной волной. На первый взгляд, это невозможно: волна бежит со скоростью света, а электроны, даже разогнавшись в поле напряжением в несколько тысяч вольт, движутся по крайней мере в 10 раз медленнее.

Компфнер сумел «замедлить» волну: его лампа представляет длинную колбу, вдоль которой идет спираль. По ней волна несется действительно со скоростью 300000 км/с, а вот скорость ее распространения вдоль оси гораздо меньше, а именно во столько раз, во сколько длина витка спирали больше ее шага. В нижней части лампы, где располагается входной конец спирали, находится электронная пушка. Создаваемый ею пучок электронов взаимодействует с полем волны, которое модулирует электроны по скорости: половину периода волна ускоряет электроны, а другую половину периода тормозит.

Как и в клистроне, электроны собираются в группы и, продолжая дрейфовать вдоль спирали, наводят в ней ток, подпитывающий волну; сами электроны при этом постепенно теряют энергию. Чем длиннее спираль, тем выше мощность волны на выходе и соответственно коэффициент усиления лампы. Здесь большие размеры не только не мешают, а даже помогают усиливать сигнал.

Если подать на спираль волну другой длины, то по сути ничего не изменится, только расстояние между электронными сгустками будет другое, то есть коэффициент усиления мало зависит от частоты сигнала.

Лампы бегущей волны (ЛБВ) работают на частотах от 300 МГц до 300 ГГц, а их коэффициент усиления достигает 50 дБ.

Помимо «чистых» конструкций клистрона и ЛБВ, в технике применяются их гибриды. В одном из них пучок модулируют бегущей волной, а выходной сигнал снимают с резонатора. В другом, наоборот, модуляция происходит в зазоре резонатора, а потом сгустки электронов наводят волну в спирали.

Отправить на Email

Также читайте в номере № 06 (98) март 2008 года:

  • Рейдеры против шахты

    Открытые письма в республиканское правительство, Верховный Совет республики, а также депутату Госдумы Виктору Зимину направили сотрудники Абаканской горной компании (бывшая шахта «Енисейская»). Предприятие только‑только начало набирать обороты, пришел новый инвестор, люди стали получать стабильную зарплату. Однако бывшие владельцы, которые в свое время довели шахту до банкротства, продолжают ставить палки в колеса. Суды завалены ...

  • Россия может вступить в ВТО уже в этом году. На ваш взгляд, как это отразится на энергетической отрасли в целом?

    ...

  • Грузия: «КазМунайГаз» приобрела Батумский порт

    Норвежская компания Greenoak Group продала принадлежавший ей Батумский нефтяной терминал казахской государственной компании «КазМунайГаз». Greenoak Group приобрела терминал в 1999 году, когда он перерабатывал лишь 3‑3,5 миллиона тонн нефти в год. В 2006 году эта же компания получила право на управление 100-процентной долей государства в ООО «Батумский морской торговый порт» сроком на 49 лет. Казахская государственная компания «К...

  • РАО ЕЭС продало акции энергосбыта компании, которой нет

    ООО «ЭлТех» купило у РАО «ЕЭС России» 49 процентов акций гарантирующего поставщика электроэнергии в Мурманской области – ОАО «Колэнергосбыт» – за 450 миллионов рублей. В результате за электроснабжение Мурманской области отвечать стало некому… По имеющейся информации, компания, купившая блокирующий пакет акций «Колэнергосбыта» – ООО «ЭлТех» – мурманская, зарегистрированная по улице Тарана, дом 11/2. Однако по у...

  • Финансовая устойчивость

    Финансовое состояние ОАО «Псковэнерго» характеризуется высоким уровнем финансовой устойчивости, платежеспособности и рентабельности. В энергокомпании завершена плановая ревизионная проверка финансово‑хозяйственной деятельности общества по итогам 2007 года. Как отметил председатель ревизионной комиссии, начальник отдела внутреннего аудита МРСК Северо-Запада Геннадий Гришин, финансовое состояние компании характеризуется высоким ур...