Qu'est-ce (qui) est Магнетронного типа приборы - définition

класс электровакуумных приборов СВЧ (300 Мгц - 300 Ггц), в которых движение электронов происходит в скрещенных постоянных электрических и магнитном полях и электромагнитном поле СВЧ, М. т. п. используются для генерирования и усиления колебаний в радиолокационных и навигационных устройствах, устройствах космической связи, линейных ускорителях, медицинских аппаратах, установках нагрева токами СВЧ и т.д. В М. т. п. постоянное электрическое поле создаётся в промежутке анод - катод (так называемое пространство взаимодействия), а постоянное магнитное поле - перпендикулярно силовым линиям постоянного электрического поля и направлению движения электронов (в М. т. п. цилиндрической конструкции - вдоль оси катода). Условия обратной связи между электромагнитным полем и электронным потоком, необходимые для самовозбуждения колебаний в М. т. п., легко выполняются. Благодаря обратной связи электроны, которые в результате взаимодействия с электромагнитным полем отдают ему часть своей энергии, приобретённой от источника постоянного напряжения, смещаются к аноду и в итоге попадают на него, а те электроны, которые отбирают от электромагнитного поля часть энергии, возвращаются на катод, бомбардируя его. Явление электронной бомбардировки используется в некоторых мощных М. т. п. для поддержания необходимой температуры катода. Для осуществления эффективного и длительного взаимодействия электронов с электромагнитным полем должна соблюдаться синхронность их движения, то есть равенство скорости переносного движения электронов v_e с фазовой скоростью бегущей волны поля.

М. т. п. обладают свойством многофункциональности, то есть эффективно работают в разных электрических режимах и условиях эксплуатации, и высоким кпд (до 90\%); способны генерировать и усиливать колебания в весьма широкой области электромагнитных волн (от метровых до миллиметровых волн), генерировать колебания большой мощности (до нескольких сотен квт непрерывной и до нескольких десятков Мвт импульсной мощности) при относительно низких анодных напряжениях (до 50 кв), перестраиваться по частоте в широком диапазоне (до 20\% механическим и до 100\% электрическими способами), усиливать колебания в широкой полосе частот (до 20\% и более) при достаточно больших коэффициентах усиления (до 20 дб и более).

Прототипом всех М. т. п. является многорезонаторный Магнетрон - наиболее известный прибор этого класса (см. рис.).

На магнетронном принципе взаимодействия электронного потока с электромагнитным полем создано множество разновидностей приборов (генераторов и усилителей), различающихся конструктивным исполнением замедляющих систем (См. Замедляющая система) и устройств формирования электронного потока. В соответствии с этими признаками различают 3 семейства М. т. п.: 1) с замкнутыми в кольцо замедляющей системой и электронным потоком (с катодом в пространстве взаимодействия); 2) с электрически разомкнутой замедляющей системой и замкнутым в кольцо электронным потоком (с катодом в пространстве взаимодействия); 3) с замкнутыми или разомкнутыми замедляющими системами и инжектированным электронным потоком (с катодом, вынесенным из пространства взаимодействия).

К первому семейству приборов главным образом относятся: многорезонаторный магнетрон, или магнетрон бегущей волны, в котором замедляющая система обладает ярко выраженными резонансными свойствами, то есть колебания возбуждаются на дискретных частотах, рабочим видом колебаний является так называемый p-вид или p/2-вид, возможна перестройка частоты колебаний механическим или электрическим способом в небольших пределах (3-10\%); коаксиальный магнетрон (разновидность многорезонаторного магнетрона) с перестройкой частоты (до 20\%) и стабилизацией её посредством внешнего или внутреннего высокодобротного объёмного резонатора (См. Объёмный резонатор), аксиального с резонаторной системой магнетрона и возбуждаемого на волне типа H₀₁₁; регенеративно-усилительный магнетрон, в котором возбуждение колебаний p-вида и управление их частотой осуществляется внешним сигналом малой мощности, вводимым обычно через Циркулятор в сильно нагруженную резонаторную систему; магнетрон, настраиваемый напряжением (митрон), в котором сильно нагруженная колебательная система (обычно стержневого типа) обладает слабо выраженными резонансными свойствами и ток эмиссии катода ограничен, вследствие чего на малых уровнях мощности достигается перестройка частоты напряжением в широком диапазоне (до одной октавы (См. Октава) и более).

Ко второму семейству приборов главным образом относятся: карматрон - генератор обратной волны, в котором обычно используется замедляющая система стержневого типа (чаще типа "встречные штыри") с поглотителем энергии внутри и частота колебаний перестраивается напряжением; амплитрон - мощный усилитель обратной волны с согласованными входным и выходным устройствами и полосой усиливаемых частот до 10\% от средней частоты (при отражениях энергии СВЧ на входе и выходе и температурном ограничении тока эмиссии амплитрон может работать как автогенератор с перестройкой частоты); стабилотрон - высокостабильный генератор с механической перестройкой частоты, состоящий из амплитрона, делителя мощности отражающего типа, фазовращателя (См. Фазовращатель) и высокодобротного стабилизирующего резонатора (в литературе часто встречается термин Платинотрон как обобщённое название для амплитрона и стабилотрона); ультрон - усилитель прямой волны с более широкой полосой усиливаемых частот (до 20\%) и более высоким коэфф. усиления (до 30 дб), чем у амплитрона.

К третьему семейству приборов главным образом относятся: лампа обратной волны магнетронного типа (ЛОВМ) с перестройкой частоты генерируемых колебаний напряжением в широком диапазоне (до 20\%); лампа бегущей волны магнетронного типа (ЛБВМ) с широкой полосой усиливаемых частот (до 20\%) и высоким коэффициентом усиления (до 20 дб).

Лит.: Электронные сверхвысокочастотные приборы со скрещенными полями, перевод с английского, т. 1-2. М., 1961; Лебедев И. В., Техника и приборы сверхвысоких частот, т. 2, М. - Л., 1972; ГОСТ 17104-71. Приборы магнетронного типа. Термины и определения, М., 1971.

Д. Е. Самсонов.

Упрощённое изображение пространства взаимодействия магнетрона: а - распределение высокочастотного электрического поля при колебаниях π-вида; б - форма электронного облака при колебаниях π-вида. 1 - замедляющая система (анод); 2 - катод; 3 - граница электронного облака; 4 - форма траекторий электронов; - силовые линии постоянного электрического поля; - силовые линии электрического поля СВЧ; В - силовые линии индукции магнитного поля; v_e - скорость переносного движения электронов.

раздел биологии, содержанием которого являются планирование и обработка результатов количественных экспериментов и наблюдений методами математической статистики (См. Математическая статистика). При проведении биологических экспериментов и наблюдений исследователь всегда имеет дело с количественными вариациями частоты встречаемости или степени проявления различных признаков и свойств. Поэтому без специального статистического анализа обычно нельзя решить, каковы возможные пределы случайных колебаний изучаемой величины и являются ли наблюдаемые разницы между вариантами опыта случайными или достоверными. Математико-статистические методы, применяемые в биологии, разрабатываются иногда вне зависимости от биологических исследований, но чаще в связи с задачами, возникающими в биологии, сельском хозяйстве и медицине.

Б. как самостоятельная дисциплина сложилась к концу 19 в. в результате работ Ф. Гальтона (Англия), внёсшего большой вклад в создание корреляционного и регрессионного анализа (см. Корреляция, Регрессия), и К. Пирсона - основателя крупнейшей биометрической школы, подробно проанализировавшего, в частности, основные типы распределений, встречающиеся в биологии; он предложил один из самых распространённых статистических методов - "хи-квадрат" критерий, и развил теорию корреляции. Методология современной Б. создана главным образом Р. А. Фишером (Англия), основавшим свою биометрическую школу. Фишер впервые показал, что планирование экспериментов и наблюдений и обработка их результатов - две неразрывно связанные задачи статистического анализа. Он заложил основы теории планирования эксперимента, предложил ряд эффективных статистических методов (в первую очередь, Дисперсионный анализ), естественно вытекающих из своеобразия биологического эксперимента, и развил теорию малых выборок, начатую английским учёным Стьюдентом (В. Госсетом). Значительную роль в распространении биометрических идей и методов сыграли русские учёные В. И. Романовский, А. А. Сапегин, Ю. А. Филипченко, С. С. Четвериков и др.

Применение математико-статистических методов в биологии по существу представляет выбор некоторой статистической модели, проверку её соответствия экспериментальным данным и анализ статистических и биологических результатов, вытекающих из её рассмотрения. Выбор той или иной модели в значительной мере определяется биологической природой эксперимента. Любая модель содержит ряд предположений, которые должны выполняться в данном эксперименте; обязательно предположение о случайности выбора объектов из общей совокупности; очень распространено предположение об определённом типе распределения исследуемой случайной величины. Планирование эксперимента стало самостоятельным разделом Б., располагающим рядом методов эффективной постановки опыта (различные схемы дисперсионного анализа, последовательный анализ, планирование отсеивающих экспериментов и т.д.). Эти методы позволяют резко сократить объём эксперимента для получения того же количества информации. При обработке результатов экспериментов и наблюдений возникают 3 основные статистические задачи: оценка параметров распределения - среднего, дисперсии и т.д. (например, установление пределов случайных колебаний процента больных, у которых наблюдается улучшение состояния при лечении каким-то испытываемым лекарственным препаратом); сравнение параметров разных выборок (например, решение вопроса, случайна или достоверна разница между средними урожаями изучаемых сортов пшеницы); выявление статистических связей - корреляция, регрессия (например, изучение корреляции между размерами или массой разных органов животного или изучение зависимости частоты повреждения клеток от дозы ионизирующих излучений). Для решения экспериментальных задач наиболее эффективно применение методов многомерной статистики, позволяющих одновременно оценить не только влияние нескольких разных факторов, но и взаимодействие между ними; эти методы находят всё большее применение и для решения задач систематики. Широкое распространение получили и Непараметрические методы, не содержащие предположений о характере распределения случайной величины, но уступающие по эффективности параметрическим методам. В связи с запросами практики интенсивно разрабатываются методы изучения наследуемости (См. Наследуемость), выборочные методы и изучение динамических процессов (временные ряды).

Работы по Б. публикуются в журналах "Biometrica" (L., 1901-); "Biometrics" (Atlanta, 1945-); "Biometrische Zeitschrift" (B., 1959-), а также в различных биологических, с.-х. и медицинских журналах.

Лит.: Бейли Н., Статистические методы в биологии, пер. с англ., М., 1963; Рокицкий П. Ф., Биологическая статистика, 2 изд., Минск, 1967; Снедекор Д ж. У., Статистические методы в применении к исследованиям в сельском хозяйстве и биологии, пер. с англ., М., 1961; Урбах В. Ю., Биометрические методы, 2 изд., М., 1964; Финни Д. Д., Применение статистики в опытном деле, пер. с англ., М., 1957; его ж е. Введение в теорию планирования экспериментов, пер. с англ., М., 1970; Фишер Р. А., Статистические методы для исследователей, пер. с англ., М., 1958; Хилл Б., Основы медицинской статистики, пер. с англ., М., 1958; Хикс Ч., Основные принципы планирования эксперимента, пер. с англ., М., 1967; Fisher R. A., The design of experiments, Edinburgh-L., 1960.

Н. В. Глотов, А. А. Ляпунов, Н. В. Тимофеев-Ресовский.