微波工程 - 反射速调管
该微波发生器是一个速调管,其工作原理是在单个腔体中进行反射和振荡,其频率可变。
反射速调管由电子枪、阴极灯丝、阳极腔和处于阴极电位的电极组成。它提供低功率且效率低。
反射速调管的构造
电子枪发射电子束,电子束穿过阳极腔内的间隙。这些电子流向具有高负电势的排斥极电极。由于高负电场,电子被排斥回阳极腔。在返回过程中,电子向间隙提供更多能量,并且这些振荡得以维持。该反射速调管的结构细节如下图所示。
假设管中已经存在振荡,并且振荡通过其运行而得以维持。电子在穿过阳极腔时获得一定的速度。
反射速调管的操作
反射速调管的操作可以通过一些假设来理解。电子束向阳极腔加速。
让我们假设参考电子e r穿过阳极腔,但没有额外的速度,并且在到达推斥电极后以相同的速度排斥回来。另一个电子,比方说,早于该参考电子开始的e e,首先到达排斥器,但缓慢返回,与参考电子同时到达。
我们还有另一个电子,即晚电子el,它的开始时间比er和ee晚,但是,它在返回时以更大的速度移动,与er和 ee 同时到达。
现在,这三个电子,即er、ee和el同时到达间隙,形成电子束。这个旅行时间称为通过时间,它应该有一个最佳值。下图说明了这一点。
阳极腔在电子行进时加速电子,并在返回时通过延迟电子来获得能量。当间隙电压处于最大正值时,这使得最大负电子被延迟。
最佳通过时间表示为
$$T = n + \frac{3}{4} \quad 其中 \: n \: 是一个整数$$
该传输时间取决于推斥极和阳极电压。
反射速调管的应用
反射速调管用于需要可变频率的应用,例如 -
- 无线电接收器
- 便携式微波链路
- 参量放大器
- 微波接收器的本地振荡器
- 作为微波发生器中需要可变频率的信号源。