Генераторы дециметровых и сантиметровых радиоволн (часть 4)


Электроны, вышедшие из области пространственного заряда, расположенного вблизи катода К, движутся в пространстве действия пересекающихся электрического и магнитного полей по указанным выше траекториям и пролетают вблизи зазоров в положительном электроде. Эти зазоры соединены с резонаторами, настроенными на частоту колебаний электронов. При пролете вблизи такого зазора электрон создает на нем напряжение высокой частоты. Под воздействием этого напряжения в стенках объемного резонатора возникают токи. Наведенное электрическое поле высокой частоты вблизи зазора имеет вид, показанный на рисунке. Если, как показано на рисунке, высокочастотные поля соседних зазоров будут противоположны по фазе и, если напряженности постоянных электрического и магнитного полей подобраны так, чтобы получить циклоидные петли, длины которых равны двойным расстояниям между соседними зазорами, то, очевидно, электрон, пересекающий область вблизи зазора, где направление поля соответствует торможению, будет пролетать мимо всех последующих зазоров также во время тормозящего их поля. Это связано с тем, что частота электрического поля высокой частоты и частота колебаний электронов будут совпадать. Электрон, попадающий в тормозящее поле высокой частоты, у каждого зазора отдает некоторую часть своей энергии резонатору и таким образом участвует в создании колебаний. Траектория, по которой движется электрон, содействующий поддержанию колебаний в системе и имеющий соответствующую фазу, подобна отмеченной на рис. 419 цифрой 1. Конечно, имеется столько же электронов, которые покинут область пространственного заряда с неподходящей фазой в том смысле, что они будут пролетать мимо зазоров в то время, когда высокочастотное поле будет ускоряющим. В результате они станут отбирать энергию от внешних резонаторов. Однако можно показать, что такие непроизводительные электроны с неправильной фазой будут следовать по траектории, отмеченной на рис. 419 цифрой 2. Они вновь попадают в область пространственного заряда и фактически выводятся из области взаимодействия. Если число производительных электронов больше числа непроизводительных, то энергия электронного облака будет отдаваться резонасному контуру и в последнем возникнут колебания высокой частоты. Наличие различных траекторий, по которым движутся производительные и непроизводительные электроны, объясняется следующим. Общее направление циклоидной траектории, по которой летит электрон в перекрещенных электрическом и магнитном полях, всегда перпендикулярно электрическому полю. Если на постоянное электрическое поле не накладывается высокочастотное поле, то это направление параллельно поверхностям анода и катода. Если же на постоянное электрическое поле наложено высокочастотное, то продуктивный или тормозящийся электрон всегда находится в поле, обладающем производительной составляющей, параллельной аноду, вдобавок к полю постоянного направления, перпендикулярному к аноду. Аналогично этому непроизводительный электрон имеет составляющую ускорения, параллельную аноду. На рис. 419 показаны также направления результирующих электрических полей. Циклоидная траектория продуктивного электрона направлена вверх, в то время как циклоидная траектория непродуктивного электрона наклонена вниз.