УПРАВЛІННЯ ШВИДКІСТЮ ЕЛЕКТРОНІВ

Резонаторні методи швидкісної модуляції електронів

Принцип швидкісний модуляції електронів в потоці є наріжним каменем в теорії роботи цілого класу приладів СВЧ-діапазону - клистронов.

В простір у вигляді вузького зазору між сітками, проникними електронними потоками, подається високочастотне електромагнітне поле. Для визначеності будемо вважати, що перед зазором початкові швидкості і щільності електронного потоку постійні, а вплив кута прольоту в зазорі дуже малий. Всі електрони, що увійшли в зазор, мають однакові швидкості

де U ₀ - напруга на аноді (рис. 3.25, а).

Після прольоту зазору швидкості електронів змінюються в залежності від фази високочастотного напруги на зазорі.

Для електронів першої групи / поле високочастотного напруги направлено проти постійного поля і віднімається з нього. У цьому випадку електрони, що знаходяться у фазі /, гальмуються полем (рис. 3.25, б).

Для електронів третьої групи 3 поле високочастотного напруги направлено в сторону постійного поля, і електрони прискорюються ім.

На електрони другої групи 2 поле високочастотного напруги не впливає (рис. 3.25, б).

Мал. 3.25. Принцип швидкісний модуляції електронного потоку: а - групування електронів: б - три типи електронів в потоці

Таким чином, електрони, що влетіли в зазор в негативний підлозі період електричного поля, будуть їм гальмуватися, а влетіли в позитивний напівперіод, відповідно, прискорюватися. Електрони, що влетіли в зазор в момент нульового поля, будуть рухатися рівномірно.

Електронний потік, що вийшов з зазору, розділяється на три типи електронів - прискорені До ₀ + ДК, уповільнені У ₀ - ДКІ рухаються з колишньою швидкістю V ₀ .

Більш швидкі електрони будуть наздоганяти більш повільні і в результаті щільність електронного потоку стане нерівномірною. Електрони групуються і утворюють згусток або пакет зарядів. Модуляція електронів за швидкостями зводиться до модуляції електронного потоку по щільності. Частота згрупованих електронів буде дорівнює частоті змінної напруги в зазорі.

Залежно від фази високочастотного напруги швидкості електронів змінюються і, відповідно, змінюється нахил траєкторій руху електронів до осі часу.