слегка сферической формы, вмон-, тирована в металлический диск. Подогревный оксидный катод 3 имеет камерную конструкцию, обеспечивающую высокую эффективность и большой срок службы. Анод / снабжается внешним радиатором для принудительного воздушного охлаждения.

Металлокерамические лампы широко используются на частотах дециметрового и части сантиметрового диапазонов (/пред Зч-4 ГГц). Для усиления и генерирования колебаний небольшой мощности применяют миниатюрные и сверхминиатюрные металлокерамические триоды. Они имеют более высокую предельную рабочую частоту. С переходом к более высоким частотам диапазона уменьшение размеров ламп вызывает (увеличение тепловой нагрузки на электроды, что снижает полезную мощность. Примером миниатюрных металлокерамических ламп служат триоды 6С4В, 6С17К, а мощных - ГС-90Б (см. табл. 15.1).

Для работы в импульсных режимах используются импульсные металлокерамические триоды (рис. 15.7). Средняя мощность, выделяющаяся на аноде и определяющая нагрев анода, меньше импульсной, поэтому импульсные лампы могут быть выполнены с меньшими геометрическими размерами и позволяют получить большую полезную мощность в импульсе. Примером импульсных металлокерамических ламп служит триод ГИ-21.

Лампы для импульсного режима могут работать и в непрерывном режиме. Маячковые и металлокерамические лампы используются в аппаратуре радиорелейной связи и радиолокации.

Рис. 15.7. Импульсный металлокера-мический триод:

/ - подогреватель; 2 - вывод катода и подогревателя; 3 - катод; 4 - вывод сетки; 5 - сетка; 6 - анод

§ 15.3. Отражательные клистроны

Отражательные клистроны применяются для генерирования колебаний в дециметровом и сантиметровом диапазонах волн. Они относятся к электронным приборам со скоростной модуляцией электронного потока.

Принцип работы. По принципу работы отражательные клистроны являются автогенераторами колебаний СВЧ. Клистрон (рис. 15.8, а) содержит катод /, ускоряющий электрод 2, объемный резонатор 3 с витком связи 4 и отражательный электрод 5. На ре-

Рис. 15.8. Схема устройства и группирования электронов отражательного клистрона

зонатор и присоединенный к нему ускоряющий электрод обычно подаются положительное Up, а на отражательный электрод - отрицательное Uo относительно катода напряжения.

Электронный поток, эмиттируемый катодом, ускоряется постоянным напряжением Up, приложенным между катодом и резонатором. Конвекционный ток электронов, движущихся между сетками резонатора, вызывает появление в резонаторе наведенного тока. Этот ток возбуждает в резонаторе электрические колебания и = = Umsmwt с частотой, определяемой параметрами резонатора. Последующий электронный ток, идущий с катода, влетая в резонатор, вступает во взаимодействие с полем возникших колебаний, модулируется по скорости и попадает в пространство между резонатором 3 и отражательным электродом 5.

Рассмотрим процессы модуляции по скорости. Из рис. 15.8, б, где электроны условно обозначены номерами 1, 2, 3, .... 10, следует, что электроны 1 и 5, пролетающие между сетками резонатора при положительной полуволне переменного напряжения f/c на сетках, ускоряются полем сетки и приобретают наибольшую скорость. Они проходят по инерции наибольший путь Xi в пространстве между резонатором и отражателем. В этом пространстве действует тормозящее поле отражателя, находящегося под отрицательным относительно катода потенциалом. Здесь электроны сначала теряют скорость, а затем, не достигая отражателя, возвращаются обратно в пространство между сетками резонатора. На обратное возвращение они затрачивают наибольшее время.

Электроны 3 и 7] проходящие между сетками при отрицательной полуволне переменного напряжения Uc, обладают меньшей энергией и скоростью, поэтому проходят меньший путь х и быстрее возвращаются в резонатор, чем электроны 2 и 6, обладающие неизменной скоростью и проходящие путь хг. Таким образом, под дейст-

вием высокочастотного поля резонатора происходит изменение скорости (скоростная модуляция) электронного потока.

При соответствующем подборе питающих напряжений Up и Uo электроны, движущиеся ускоренно и замедленно, .возвращаются в резонатор одновременно с электронами 2 я 4, проходящими резонатор без изменения скорости. На пути к отражателю и обратно электроны собираются в сгустки, т. е. модулированный по скорости электронный поток в пространстве резонатор - отражатель преобразуется в поток, модулированный по плотности. Обычно группирование электронов в сгустки (по плотности) происходит вокруг электронов 2, обладающих неизменной скоростью.

Если сгустки электронов попадают в- резонатор в моменты, когда на его сетках действует положительная по.яуволна напряжения, то они тормозятся высокочастотным полем резонатора, так как перемещаются встречно силам поля резонатора. Преодолевая тормозящее поле резонатора, электронный поток отдает свою кинетическую энергию его полю, поддерживая в резонаторе незатухающие колебания.

Часть мощности, отдаваемая электронным полем, идет на покрытие потерь в резонаторе, а остальная через элемент связи 4 (см. рис. 15.8, й) отдается во внешнюю цепь (нагрузке клистрона) Пройдя повторно резонатор, электроны оседают на его стенках, электродах лампы и в дальнейших процессах не участвуют.

Если сгустки электронов попадают в резонатор в моменты действия на сетках отрицательных полуволн напряжения ВЧ, когда в резонаторе поле будет ускоряющим, электроны будут отбирать, энергию от ноля резонатора, и генерация станет невозможна.

Параметры. Оптимальное время пролета электронов, - находящихся в центре группирования, при котором возможна максимальная отдача энергии полю резонатора и поддержание в клистроне незатухающих колебаний,

-п„р=(п 4-3/4)7-, (15.3)

где п-0, 1, 2, 3, ... - целое число периодов колебаний; Т - период колебаний.

Существует несколько значений времени пролета: Тпр= (0-Ь + 3/4)Т; тпр= (1 + 3/4)1; Тпр"= (2-f 3/4)Г и т. д., при которых возможна генерация (см. рис. 15.8,6).

Время пролета электронов до центра группирования определяется лишь постоянным ускоряющим Up и тормозящим Uo напряжениями на электродах. Практически клистрон работает при постоянном значении Up, поэтому, изменяя тормозящее напряжение на отражателе Uo, можно плавно изменять время пролета тпр и переходить от одной рабочей зоны (области) колебаний к другой. Обычно нулевой зоне (п=0) соответствует режим, при котором время пролета Тпр = (0+3/4)7", первой зоне (п= 1)-соответственно Тпр=