Генератор расширенного взаимодействия

осциллятор с расширенным взаимодействием (EIO) представляет собой линейно-лучевую вакуумную лампу, предназначенную для преобразования постоянного тока в RF мощность. Механизм преобразования - это волновой процесс пространственного заряда, посредством которого модуляция скорости в электронном пучке преобразуется в ток или модуляция плотности с расстоянием.

Лампы содержат один резонатор. Полный резонатор представляет собой прямоугольную коробку, содержащую лестничную структуру, через которую проходит электронный луч. Такой резонатор имеет большое количество резонансов, но в используемом резонансном режиме большие радиочастотные поля возникают в зазорах между ступенями. Продвижение фазы от промежутка к промежутку выбирается таким образом, что электрон видит одно и то же поле в каждом промежутке, и описывается как синхронный. В этом контексте одно и то же поле означает поле той же фазы, но не обязательно одинаковой величины.

. Электронный пучок, который входит в резонатор, возбуждаемый ВЧ-излучением, с приблизительно синхронной скоростью, будет получать модуляцию совокупной скорости в каждом зазоре. Пройдя некоторое расстояние в резонатор, многократно ускоренные электроны будут догонять электроны, многократно замедляющиеся, и образуются сгустки. Эти сгустки будут иметь скорость, близкую к скорости пучка. Если скорость электронов несколько больше синхронной, сгустки начнут пересекать зазоры, когда поле замедляется, а не равно нулю. Когда это происходит, электроны замедляются; их потерянная энергия приобретается резонатором, и становятся возможными устойчивые колебания. По мере дальнейшего увеличения скорости луча, входящего в резонатор, в резонатор передается больше энергии, и частота колебаний несколько увеличивается. В конце концов, однако, сгустки пробиваются через тормозящие поля, и колебания резко прекращаются. Уменьшение скорости луча (напряжения) заставит трубку возобновить колебания. Однако необходимо уменьшить скорость луча ниже значения, при котором колебания прекращаются, прежде чем колебания начнутся снова. Это явление известно как гистерезис и аналогично тому, что наблюдается во многих рефлекторных клистронах.

. Изменение частоты, которое происходит при повышении напряжения луча, называется электронной настройкой и обычно составляет 0,2 % рабочей частоты, измеренной от половинной мощности до прекращения колебаний. Для больших изменений частоты используется механическая настройка, которая достигается перемещением одной стенки полости. Подвижная стенка, по сути, представляет собой поршень, который может перемещаться в туннеле, поперечное сечение которого совпадает с поперечным сечением стенки, которую он заменяет. Диапазон механической настройки обычно ограничен паразитными резонансами, которые возникают, когда частота колебаний и частота одного из многих других резонансов полости совпадают. Когда это происходит, возникают серьезные потери, часто достаточные для полного подавления колебаний. Обычно можно получить диапазон механической настройки 4%, но были продемонстрированы более широкие диапазоны.

Помимо резонатора, генератор расширенного взаимодействия очень похож на более обычные клистроны. Электронная пушка создает узкий пучок электронов, который поддерживается с требуемым диаметром с помощью магнитного поля, пока он проходит через радиочастотную секцию. После этого луч попадает в относительно свободную от поля область, где он распространяется и собирается соответствующим охлаждаемым коллектором. Многие из этих генераторов имеют электрически изолированные аноды, и в этих случаях напряжение между катодом и анодом определяет ток трубки, который, в свою очередь, определяет максимальную выходную мощность..