(ЛБВ)
лампа с
бегущей волной, электровакуумный прибор (См.
Электровакуумные приборы)
, в котором для усиления электромагнитных колебаний СВЧ используется длительное взаимодействие
бегущей электромагнитной
волны и электронного потока, движущихся в одном направлении. Основное назначение Л. б. в. - усиление колебаний СВЧ (300
Мгц - 300
Ггц) в приёмных и передающих устройствах. Л. б. в. используются также для преобразования и умножения частоты и др. целей. Электровакуумный прибор, работа которого основана на взаимодействии электронного потока и
бегущей волны, впервые предложил и запатентовал американский инженер А. Гаев (A. Hoeff) в 1936. Первую Л. б. в. создал американский учёный Р. Компфнер (R. Kompfner) в 1943. Первые теоретические работы по Л. б. в. опубликовал американский физик Дж. Пирс (J. Pierce) в 1947.
Основными частями Л. б. в. (
рис.) являются:
Электронная пушка для создания и формирования электронного потока;
Замедляющая система, снижающая скорость
бегущей волны вдоль оси Л. б. в. до скорости, близкой к скорости электронов, для синхронного движения
волны с электронным потоком (обычно используется металлическая спираль, жестко закрепленная продольными диэлектрическими опорами и отличающаяся слабой зависимостью скорости
бегущей вдоль неё
волны от частоты, благодаря чему достигается эффективное взаимодействие
волны с электронным потоком в широкой полосе частот); фокусирующая система (периодическая система постоянных магнитов, соленоид или др.) для удержания магнитным полем электронного потока в заданных границах поперечного сечения по всей его длине; коллектор для улавливания электронов; ввод и вывод энергии электромагнитных колебаний; поглотитель энергии колебаний СВЧ на небольшом участке замедляющей системы для устранения самовозбуждения Л. б. в. из-за отражений
волн от концов замедляющей системы.
Механизм взаимодействия электронного потока с электромагнитной волной можно объяснить следующим образом. Электроны, синхронно двигаясь вместе с волной, под воздействием ускоряющих (положительная полуволна) и тормозящих (отрицательная полуволна) участков её электрического поля группируются в сгустки. Последние располагаются в тех местах поля, где ускоряющая электроны полуволна переходит в тормозящую. В случае равенства скоростей волны и электронов обмена энергией между ними нет, усиление отсутствует. Если скорость электронов немного превышает скорость волны, сгустки электронов, обгоняя волну, входят в тормозящие участки поля и под их действием тормозятся. Кинетическая энергия, потерянная электронами при торможении, переходит в энергию бегущей волны.
Л. б. в. широкополосны: полоса пропускания частот у многих типов Л. б. в. превышает октаву (См.
Октава)
. В зависимости от назначения Л. б. в. выпускаются на выходные мощности от долей
мвт (входные маломощные и малошумящие Л. б. в. в усилителях СВЧ) до десятков
квт (выходные мощные Л. б. в. в передающих устройствах СВЧ) в непрерывном режиме и до нескольких
Мвт в импульсном режиме работы. Л. б. в. дают большое усиление - обычно от 30 до 60
дб. Кпд Л. б. в. средней и большой мощности невысок - около 30\%. Для входных каскадов усиления в широкой полосе частот выпускаются Л. б. в. с выходной мощностью от 10
-4 до 10
вт и низким коэффициентом шума (от 3 до 20
дб)
. Наряду с рассмотренными Л. б. в. применяются Л. б. в. типа М. О механизме работы последних см. в ст.
Магнетронного типа приборы.
Лит.: Пирс Дж. P., Лампа с бегущей волной, пер. с англ., М., 1952; Коваленко В. Ф., Введение в электронику сверхвысоких частот, 2 изд., М., 1955; Сретенский В. Н., Основы применения электронных приборов сверхвысоких частот, М., 1963; Жуков Б. С., Перегонов С. А., Лампы бегущей волны, М., 1967.
Е. Н. Смирнов.
Схематическое изображение лампы бегущей волны: 1 - электронная пушка; 2 - замедляющая система; 3 - фокусирующая система соленоидного типа; 4 - коллектор; 5 - вывод энергии; 6 - поглотитель энергии колебаний СВЧ; 7 - ввод энергии.