Лампа с бегущей волной

Еще один замечательный прибор современной радиотехники — лампа с бегущей волной. Между ней и клистроном есть много общего. Так же как и там, группирующийся в пучки электронный луч взаимодействует с электромагнитным полем, отдает ему свою энергию. Но только теперь это поле уже не сосредоточено в каком-то определенном месте, оно «бежит» вместе с электронным лучом, окружая его.

Устройство, создающее электронный луч,— такое же, как и в клистроне. Правда, для того чтобы луч не расходился, используют специальную фокусирующую катушку, создающую продольное

Лампа с бегущей волной.

магнитное поле. Это становится понятным, если учесть, что длина пути луча составляет несколько десятков сантиметров.

Набравшие скорость и хорошо сфокусированные электроны поступают в рабочую часть лампы. При этом их скорость достигает приблизительно одной десятой скорости света. Рабочая часть представляет собой своеобразную линию передачи электромагнитной энергии. Это металлическая труба, в центре которой помещена проволочная спираль. Специальное устройство соединяет начало и конец спирали с внешними линиями — подачи и отвода электромагнитной энергии. Обычно лампа с бегущей волной используется для усиления принятых отраженных сигналов. Электромагнитная волна поступает в лампу и направляется вдоль спирали. Действительная скорость распространения волны по спирали равна приблизительно скорости света. Но нас интересует скорость вдоль оси спирали (тот путь, по которому движутся электроны). Эта скорость меньше скорости света во столько раз, во сколько длина одного витка спирали больше расстояния между соседними витками. Правильно сконструировав спираль, можно сделать эту скорость такой же, как и у электронов. {82}

Как только электронный поток попадает в рабочую часть лампы, он начинает двигаться одновременно с волной и взаимодействует с ней. Электрическое поле вдоль спирали меняет свою величину и направление. В одних местах оно ускоряет электроны, в других тормозит. Группы с повышенной скоростью уходят вперед, заторможенные — отстают. Образуются движущиеся друг за другом «пакеты». Попрежнему при торможении электроны отдают свою энергию полю, а при ускорении получают ее от поля.

Если сделать так, чтобы получаемая электромагнитным полем энергия была больше, чем отдаваемая, то лампа будет усиливать проходящую через нее волну. Для этой цели средняя скорость пучка электронов делается несколько большей, чем скорость волны. Тогда даже ускоренные на одном участке электроны, опережая волну, попадут в соседнее тормозящее поле и отдадут ему свою энергию. В этом случае общее число замедляемых электронов будет больше, чем ускоряемых. Лампа будет усиливать проходящую через нее радиоволну.

Лампа с бегущей волной — сравнительно сложный прибор, но она обладает рядом больших преимуществ. Так, например, она в равной степени хорошо пропускает очень большой диапазон частот. Ранее описанные электронные приборы этим качеством не обладали.