Особенности ЭП СВЧ с динамическим управлением электронным потоком. Общий принцип действия и характеристики ЭП СВЧ.

Инерция электронов является основной причиной резкого снижения выходной мощности ЭП СВЧ со статическим управлением при увеличении рабочей частоты. Значительное увеличение рабочей частоты и выходной мощности достигается в ЭП СВЧ специальной конструкции, в которых полезно используется время пролета электронов.

Создание таких приборов оказалось возможным в результате применения метода динамического управления электронным потоком. Сущность метода динамического управления электронным потоком сводится к тому, что на постоянный по плотности ускоренный электронный поток воздействуют СВЧ полем, которое изменяет во времени по периодическому закону скорость электронов. При дальнейшем движении электроны вследствие разницы в скоростях изменяют свое взаимное положение так, что при определенных условиях в электронном потоке происходит образование областей с повышенной плотностью (сгустков). Далее обеспечивают передачу энергию от сгустков электронного потока внешней колебательной системе. Другими словами, метод динамического управления сводится к модуляции электронного потока по скорости, превращению модуляции по скорости в модуляцию по плотности и передаче энергии от электронного потока в колебательную систему. При динамическом управлении время пролета электронов имеет решающее значение, так как только в процессе длительного движения электронов возможно группирование их в сгустки. Модуляцию электронного потока по скорости осуществляют СВЧ колебаниями, которые необходимо усилить, или для этого используют часть энергии, отводимой в модулирующее устройство через цепь обратной связи (в генераторах).

Превращение модуляции по скорости в модуляцию по плотности осуществляют в процессе движения электронов в пространстве взаимодействия с СВЧ полем, либо в тормозящем электростатическом поле, либо в пространстве свободном от полей.

Преобразование энергии сгруппированного ускоренного потока электронов в энергию СВЧ колебаний происходит в результате торможения сгустков в переменном электрическом поле колебательной системы.

ЭВП СВЧ с динамическим управлением делятся на две группы:

1. Приборы с кратковременным (дискретным) взаимодействием электронов с электромагнитным полем.

2. Приборы с длительным (распределенным) взаимодействием.

В приборах с кратковременным взаимодействием модуляция электронов по скорости и группирование электронов разнесены в пространстве и во времени. В приборах второй группы модуляция электронов по скорости и группирование электронов происходит при совместном движении электронов и поля бегущей волны на всем пути их движения.