Распределение электрического поля вдоль оси лампы (часть 1)


На рис. 422 показано распределение электрического поля вдоль оси лампы бегущей волны. Бегущая электромагнитная волна наложена на постоянное ускоряющее поле, созданное источником питания. Электроны, покинувшие катод и образовавшие однородный луч, ускоряются этим постоянным напряжением порядка 200-500 в. Если вдоль спирали распространяется замедленная волна электрического поля с той же самой скоростью, что и электронный поток, электроны луча взаимодействуют с электрическим полем и во время своего движения вдоль оси лампы начнут группироваться. Группирование объясняется тем, что электроны в ускоряющем высокочастотном поле приобретают дополнительную скорость и уходят в область, где переменное поле равно нулю. Электроны, находящиеся в области тормозящего электрического поля, снижают скорость своего движения и также попадают в область нулевой волны. Так во время своего движения вдоль лампы они группируются, сохраняя свое взаимное положение в различных областях с нулевым переменным полем. В таких условиях не должно быть передачи энергии от электронного потока волне и наоборот, так как в среднем число электронов, получающих ускорение, равно числу тормозящихся электронов.
Распределение электрического поля вдоль оси лампы (часть 1)

Допустим теперь, что средняя скорость электронного потока несколько увеличена за счет увеличения постоянного напряжения питания. Тогда в область тормозящего поля волны группы электронов будут входить, не изменяя своего положения. Область ускоряющего поля станет теперь совпадать с разрывами электронного луча, т. е. поместится между группами электронов. Так как в этих условиях электромагнитная волна в среднем будет тормозить большее число электронов, чем то, число их, которое ускоряется волной, в результате произойдет передача энергии от потока волне. Электромагнитная волна во время своего движения вдоль лампы нарастает по амплитуде. Таким образом, здесь будет иметь место усиление сигнала. Если по петле обратной связи достаточная часть усиленного сигнала будет подводиться с выхода лампы на вход, то усилитель превратится в автогенератор. Обратная связь может также иметь место внутри самой трубки, если соответствующим образом согласовать входной и выходной резонаторы.