微波工程 - 反射式速調管



這種微波發生器是一種速調管,它利用單個腔體中的反射和振盪工作,該腔體具有可變頻率。

反射式速調管由電子槍、陰極燈絲、陽極腔和陰極電位電極組成。它提供低功率,效率低。

反射式速調管的構造

電子槍發射電子束,電子束穿過陽極腔中的間隙。這些電子向斥板電極移動,斥板電極處於高負電位。由於高負場,電子被反推回陽極腔。在返回過程中,電子向間隙提供更多能量,並維持這些振盪。以下圖示出了這種反射式速調管的結構細節。

Reflex Klystron

假設管中已經存在振盪,並且它們由其工作維持。電子在透過陽極腔時獲得一些速度。

反射式速調管的工作原理

反射式速調管的工作原理可以透過一些假設來理解。電子束被加速向陽極腔移動。

假設參考電子er穿過陽極腔,但沒有額外的速度,並且在到達斥板電極後以相同的速度反彈回來。另一個電子,比如ee,它比這個參考電子早開始,先到達斥板,但返回速度較慢,與參考電子同時到達。

我們還有另一個電子,遲電子el,它比eree都晚開始,但是它在返回時速度更快,與er和ee同時到達。

現在,這三個電子,即ereeel同時到達間隙,形成一個電子束。這段行程時間稱為渡越時間,它應該具有最佳值。下圖對此進行了說明。

Electron Bunch

陽極腔在電子前進時加速電子,並在返回過程中透過減速它們來獲得它們的能量。當間隙電壓處於最大正值時,這使得最大負電子減速。

最佳渡越時間表示為

$$T = n + \frac{3}{4} \quad 其中 \: n \: 是 \:一個 \:整數$$

此渡越時間取決於斥板電壓和陽極電壓。

反射式速調管的應用

反射式速調管用於需要可變頻率的應用,例如 -

  • 無線電接收機
  • 行動式微波鏈路
  • 參量放大器
  • 微波接收機的本地振盪器
  • 作為在微波發生器中需要可變頻率的訊號源。
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