«Клистрон»

[от греч. klýzo — ударять, окатывать (волной) и (элек) трон (См. Электрон)], электровакуумный прибор СВЧ, в котором преобразование постоянного потока электронов в переменный происходит путём модуляции скоростей электронов электрическим полем СВЧ (при пролёте их сквозь зазор объёмного резонатора (См. Объёмный резонатор)) и последующей группировки электронов в сгустки (из-за разности их скоростей) в пространстве дрейфа, свободном от поля СВЧ. Распространены 2 класса К. — пролётные и отражательные.

Пролётный К. — К., в котором электроны последовательно пролетают сквозь зазоры объёмных резонаторов (ОР) В зазоре входного ОР происходит модуляция скоростей электронов: электрическое поле в нем периодически полпериода ускоряет, а следующие полпериода замедляет движение электронов. В пространстве дрейфа ускоренные электроны догоняют замедленные, в результате чего образуются сгустки электронов. Проходя сквозь зазор выходного ОР, сгустки электронов взаимодействуют с его электрическим полем СВЧ, большинство электронов тормозится и часть их кинетической энергии преобразуется в энергию колебаний СВЧ.

Идея преобразования постоянного потока электронов в поток переменной плотности за счёт того, что ускоренные электроны догоняют замедленные, рассматривалась советским физиком Д. А. Рожанским в 1932, метод получения мощных колебаний СВЧ, основанный на этой идее, был предложен совместно советским физиком А. Н. Арсеньевой и немецким физиком О. Хайлем в 1935, первые конструкции пролётных К. были предложены и осуществлены в 1938 американскими физиками В. Ханом, Г. Меткалфом и независимо от них Р. Варианом и З. Варианом.

Большинство пролётных К. являются многорезонаторными усилительными К. (). Промежуточные ОР, расположенные между входным и выходным ОР, дают возможность расширить полосу пропускания (См. Полоса пропускания) частот, повысить кпд и коэффициент усиления. Усилительные К. выпускаются для работы в узких участках частот дециметрового и сантиметрового диапазонов волн с выходной мощностью от нескольких сотен вт до 40 Мвт в импульсном и от нескольких вт до 1 Мвт в непрерывном режиме работы. Коэффициент усиления К. обычно от 35 до 60 дб, кпд от 40 до 60%, полоса пропускания менее 1% в непрерывном режиме и до 10% в импульсном режиме. Основные области их применения: доплеровская радиолокация, связь с искусственными спутниками Земли, радиоастрономия, телевидение (К. непрерывного режима работы) и линейные ускорители элементарных частиц, оконечные усилители мощности радиолокационных станций дальнего действия и высокой разрешающей способности (К. импульсного режима работы).

Небольшую часть выпускаемых промышленностью пролётных К. составляют генераторные К. непрерывного режима работы. Обычно они имеют 2 ОР (). Небольшая доля мощности колебаний СВЧ, создаваемых во втором ОР, передаётся через щель связи в первый ОР для модуляции скоростей электронов. Их выходная мощность примерно от 1 до10 вт, кпд — менее 10%. Генераторные К. применяются главным образом в параметрических усилителях (См. Параметрический усилитель),Радиомаяках сантиметрового и миллиметрового диапазонов волн.

Отражательный К. — К., в котором поток электронов, пройдя зазор ОР, попадает в тормозящее поле отражателя, отбрасывается этим полем назад и вторично проходит зазор ОР в обратном направлении. При первом прохождении зазора его электрическое поле СВЧ модулирует скорости электронов. При втором прохождении (в обратном направлении) электроны прибывают в зазор сформированными в сгустки; поле СВЧ в зазоре тормозит эти сгустки и превращает часть кинетической энергии электронов в энергию колебаний СВЧ. Сгустки электронов образуются в результате того, что ускоренные электроны в пространстве между ОР и отражателем проходят более длинный путь и находятся дольше, чем замедленные. При изменении отрицательного напряжения на отражателе меняются время пролёта электронов, фаза прибытия сгустков в зазор и частота генерируемых колебаний. Последнее используется для так называемой электронной настройки, позволяющей практически безынерционно и без затраты мощности управлять частотой генерируемых колебаний при частотной модуляции (См. Частотная модуляция) и автоматической подстройке частоты. Механическая перестройка частоты производится изменением зазора путём прогиба торцевой стенки (мембраны) металлического корпуса К. или посредством перемещения настраивающего поршня съёмной части ОР, присоединяемой к краям металлических дисков, выходящим из стеклянного или керамического корпуса К.. Многие отражательные К., кроме основного ОР, имеют второй ОР, находящийся вне вакуума (). Механическая перестройка частоты таких К. производится при перемещении штыря, изменяющего зазор второго ОР. Такие конструкции обеспечивают неограниченное число перестроек частоты. Присоединение высокодобротного резонатора повышает стабильность частоты, но снижает выходную мощность К.

Отражательный К. был разработан в 1940 группой советских инженеров — Н. Д. Девятковым, Е. Н. Данильцевым, И. В. Пискуновым, и независимо от них советским инженером В. Ф. Коваленко. Первые работы по теории отражательного К. были опубликованы советскими физиками Я. П. Терлецким в 1943 и С. Д. Гвоздовером в 1944.

Отражательные К. являются самым массовым типом приборов СВЧ. Они выпускаются для работы в дециметровом, сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн, имеют выходную мощность от 5 мвт до 5 вт, диапазон механической перестройки частоты до 10% (у К. со съёмной частью ОР — несколько десятков процентов), диапазон электронной настройки обычно менее 1%, кпд около 1%. Отражательные К. применяются в качестве Гетеродина супергетеродинного радиоприёмника, как Задающий генераторрадиопередатчиков, как генератор малой мощности в радиолокации, радионавигации, измерительной технике и т.д.

Лит.: Коваленко В. Ф., Введение в электронику сверхвысоких частот, 2 изд., М., 1955; Лебедев И. В., Техника и приборы СВЧ, 2 изд., т. 2, М., 1972; Гайдук В. И., Палатов К. И., Петров Д. М., Физические основы электроники сверхвысоких частот, М., 1971; Microwave Tube DATA Book, 28 ed., [N. J.], 1972.

В. Ф. Коваленко.

Рис. 1. Схемы конструкции пролётных клистронов: а — усилительного, б — генераторного: 1 — катод; 2 — фокусирующий цилиндр; 3 — электронный поток; 4 — входной объёмный резонатор; 5 — отверстие для ввода энергии сверхвысоких частот; 6 — зазор объёмного резонатора; 7 — пространство дрейфа; 8 — выходной объёмный резонатор; 9 — отверстие для вывода энергии сверхвысоких частот; 10 — коллектор, принимающий электронный поток; 11 — промежуточные объёмные резонаторы; 12 — источник постоянного анодного напряжения; 13 — источник напряжения подогрева катода; 14 — первый объёмный резонатор; 15 — щель связи, через которую часть энергии сверхвысоких частот проходит из второго резонатора в первый; 16 — второй объёмный резонатор.

Рис. 2. Схема конструкции отражательного клистрона: 1 — катод; 2 — фокусирующий цилиндр; 3 — электронный поток; 4 — ускоряющая сетка; 5 — объёмный резонатор; 6 — зазор объёмного резонатора; 7 — отражатель; 8 — вторая сетка резонатора; 9 — первая сетка резонатора; 10 — вакуумноплотное керамическое окно вывода энергии сверхвысоких частот из объёмного резонатора; 11 — источник напряжения резонатора клистрона; 12 — источник напряжения подогрева катода; 13 — источник напряжения отражателя.

Рис. 3. Зависимость частоты и выходной мощности отражательного клистрона от напряжения на отражателе: А — ширина зоны генерации; Б — ширина зоны генерации по уровню половинной мощности; f₁ — частота колебаний в центре зоны; Δf — отклонение частоты от f₁; В — диапазон электронной настройки по уровню половинной мощности.

Рис. 4. Способы механической перестройки частоты отражательного клистрона: а — прогибом мембраны, б — перемещением поршня съёмной части объёмного резонатора, в — перемещением штыря объёмного резонатора, находящегося вне вакуума; 1 — мембрана, прогибом которой меняют зазор объёмного резонатора (увеличение зазора увеличивает частоту колебаний); 2 — края металлических дисков клистрона, к которым присоединяют съёмную часть объёмного резонатора; 3 — съёмная часть объёмного резонатора; 4 — поршень объёмного резонатора (при опускании поршня длина объёмного резонатора уменьшается и частота генерируемых колебаний увеличивается); 5 — керамическое вакуумноплотное окно связи между объёмными резонаторами; 6 — штырь (подъём штыря увеличивает зазор объёмного резонатора и частоту колебаний); 7 — отверстие для вывода энергии сверхвысоких частот.

1. клистро́н;
2. клистро́ны;
3. клистро́на;
4. клистро́нов;
5. клистро́ну;
6. клистро́нам;
7. клистро́н;
8. клистро́ны;
9. клистро́ном;
10. клистро́нами;
11. клистро́не;
12. клистро́нах.

КЛИСТРОН (от греч. klyzo - ударяю и ...трон) - электронно-вакуумный прибор сверхвысокой частоты, работа которого основана на взаимодействии поля сверхвысокочастотного с движущимися электронами (при пролете их сквозь зазоры объемных резонаторов), в результате чего часть кинетической энергии электронов (сгруппированных в сгустки) превращается в энергию сверхвысокочастотных колебаний. Различают пролетные и отражательные клистроны, используемые в основном: первые - в качестве мощных усилителей, вторые - в качестве маломощных генераторов и гетеродинов.

муж.;
тлв. klystron

klystron

КЛИСТРОН

(от греч. klyzo — ударяю и (элек)трон), электронный прибор для усиления и генерирования колебаний СВЧ. Существуют прямопролётные К. (двух- и многорезонаторные) и отражательные К.; сверхминиатюрные отражательные К. наз. м и н и т р о н а м и.

Рис. 1. Схема прямопролётного двухрезонаторного клистрона.

Принцип действия двухрезонаторного прямопролётного К. состоит в следующем: эл-ны, эмиттируемые катодом К, ускоряются электрич. полем и, пролетев через два объёмных резонатора Р1 и Р2, попадают на коллектор А (рис. 1). В первом резонаторе P1 поток эл-нов модулируется по скорости. Эл-ны группируются в сгустки, к-рые влетают во второй резонатор Р2 в момент, когда электрич. поле эл.-магн. колебаний, возбуждённых в нём, тормозит эл-ны, в результате чего энергия эл-нов, полученная ими от источника пост. напряжения, переходит в энергию эл.-магн. поля, и эл.-магн. колебания усиливаются. Если двухрезонаторный К. работает как усилитель, то усиливаемые колебания подводятся к P1 и снимаются с Р2. В генераторах оба резонатора связаны по СВЧ полю.

Двухрезонаторные К. появились в 1932—35. В совр. технике их используют редко, в осн. для генерации колебаний мощностью в 1—5 Вт. В кач-ве мощных усилителей колебаний СВЧ с большим коэфф. усиления (неск. десятков дБ) используются прямопролётные К. с большим числом резонаторов.

Как генераторы малой мощности «1 Вт) используются отражательные К., в к-рых эл-ны, пролетев резонатор, тормозятся и возвращаются обратно, отражаясь в поле отражателя (рис. 2). При этом они группируются в сгустки, при втором пролёте резонатора тормозятся и отдают энергию эл.-магн. полю.

Изменяя напряжение на отражателе, можно в нек-рых пределах регулировать частоту генерации. К. генерируют колебания с частотой до 2
• 102ГГц.

КЛИСТРОН, ЭЛЕКТРОННАЯ ТРУБКА, в которой поток электронов движется с контролируемой скоростью. Используется в радио- и микроволновых схемах, работающих на УВЧ, таких как РАДАРНЫЕ передатчики, где они работают на частотах до 400 000 МГц.

клистро́н

(от греч. klýzō — ударяю и...трон), электровакуумный прибор СВЧ, работа которого основана на взаимодействии поля СВЧ с движущимися электронами (при пролёте их сквозь зазоры объёмных резонаторов), в результате чего часть кинетической энергии электронов (сгруппированных в сгустки) превращается в энергию СВЧ-колебаний. Различают пролётные и отражательные клистроны, используемые в основном: первые — в качестве мощных усилителей, вторые — в качестве маломощных генераторов и гетеродинов.

* * *

КЛИСТРО́Н (от греч. klyzo — ударять, окатывать (волной) и (элек) трон(см. ЭЛЕКТРОН (частица))), электровакуумный прибор СВЧ, в котором преобразование постоянного потока электронов в переменный происходит путем модуляции скоростей электронов электрическим полем СВЧ (при пролете их сквозь зазор объемного резонатора(см. ОБЪЕМНЫЙ РЕЗОНАТОР)) и последующей группировки электронов в сгустки (из-за разности их скоростей) в пространстве дрейфа, свободном от поля СВЧ. Распространены два класса клистронов — пролетные и отражательные.

В пролетном клистроне электроны последовательно пролетают сквозь зазоры объемных резонаторов (ОР). В зазоре входного ОР происходит модуляция скоростей электронов: электрическое поле в нем периодически полпериода ускоряет, а следующие полпериода замедляет движение электронов. В пространстве дрейфа ускоренные электроны догоняют замедленные, в результате чего образуются сгустки электронов. Проходя сквозь зазор выходного ОР, сгустки электронов взаимодействуют с его электрическим полем СВЧ, большинство электронов тормозится и часть их кинетической энергии преобразуется в энергию колебаний СВЧ. Различают усилительные и генераторные пролетные клистроны. Основные области применения пролетных клистронов: доплеровская(см. ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ) радиолокация, связь с искусственными спутниками Земли, радиоастрономия, телевидение и линейные ускорители элементарных частиц.

В отражательных клистронах поток электронов, пройдя зазор ОР, попадает в тормозящее поле отражателя, отбрасывается этим полем назад и вторично проходит зазор ОР в обратном направлении. При первом прохождении зазора его электрическое поле СВЧ модулирует скорости электронов. При втором прохождении (в обратном направлении) электроны прибывают в зазор сформированными в сгустки; поле СВЧ в зазоре тормозит эти сгустки и превращает часть кинетической энергии электронов в энергию колебаний СВЧ. Сгустки электронов образуются в результате того, что ускоренные электроны в пространстве между ОР и отражателем проходят более длинный путь и находятся дольше, чем замедленные. Отражательные клистроны являются самым массовым типом приборов СВЧ; применяются в качестве гетеродина(см. ГЕТЕРОДИН) супергетеродинного радиоприемника, как задающий генератор(см. ЗАДАЮЩИЙ ГЕНЕРАТОР) радиопередатчиков, как генератор малой мощности в радиолокации, радионавигации, измерительной технике и т.д.

[от греч. klyzо - ударять, окатывать (волной) и... трон] электровакуумный СВЧ прибор, работа к-рого осн. на модуляции электронного потока по скорости электрич. СВЧ полями объёмных резонаторов, группировании электронов в сгустки и последующем преобразовании кинетич. энергии сгруппированных электронов в энергию СВЧ колебаний; относится к О-типа приборам. В пролетном К. электроны последовательно пролетают сквозь зазоры объёмных резонаторов; во входном и промежуточных резонаторах происходит модуляция скоростей электронов, в выходном - вследствие взаимодействия с наведённым электрич. СВЧ полем большинство электронов тормозится и часть их кинетич. энергии преобразуется в энергию СВЧ колебаний. Многорезонаторные пролётные К. используются гл. обр. в качестве усилителей (в радиолокац. станциях, устройствах радиоастрономии и др.). Их выходная мощность обычно от неск. Вт до неск. МВт в непрерывном режиме и до 40 МВт в импульсном, кпд до 80% и более, коэфф. усиления 45 - 65 дБ. В отражательном К. поток электронов, проходя зазор объёмного резонатора, модулируется электрич. СВЧ полем, далее попадает в тормозящее поле отражателя, где происходит образование электронных сгустков. При прохождении зазора объёмного резонатора в обратном направлении электроны отдают часть своей кинетич. энергии электрич. полю СВЧ. Отражат. К. предназначены для генерирования электромагн. колебаний малой мощности (от неск. мВт до неск. Вт) в дециметровом, сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн. Применяются в качестве гетеродинов радиоприёмников, задающих генераторов радиопередатчиков и т. д.

klystron

* * *

klystron (tube)

бессе́точный клистро́н — gridless klystron

генера́торный клистро́н — oscillator klystron

двухко́нтурный клистро́н — double-cavity [two-cavity, double-resonator] klystron

двухрезона́торный клистро́н — double-cavity [two-cavity, double-resonator] klystron

клистро́н миллиметро́вого диапазо́на — millimeter-wave klystron

многорезона́торный клистро́н — multiple-cavity [multi-resonator] klystron

мо́щный клистро́н — power klystron

отража́тельный клистро́н — reflex klystron

пролё́тный клистро́н — double-resonator or multi-resonator [drift-tube] klystron

прямопролё́тный клистро́н — double-resonator or multi-resonator [drift-tube] klystron

клистро́н СВЧ-диапазо́на — microwave klystron

клистро́н с изменя́емым простра́нством дре́йфа — floating drift-tube klystron

клистро́н с колеба́ниями ви́да к — -mode klystron

клистро́н с распределё́нным взаимоде́йствием — distributed interaction klystron

клистро́н с се́тками — gridded klystron

твердоте́льный клистро́н — solid-state klystron

усили́тельный клистро́н — amplifier klystron

* * *

transit-time tube

м. электрон.

klystron m, clistron(e) m

- генераторный клистрон

- усилительный клистрон

техн.

клістро́н

- отражательный клистрон

техн.

клістро́н

- отражательный клистрон