На мой взгляд необходимость освоения СВЧ впервые появилась в радиолокации. Первые радиолокационные станции, РЛС были обычным обнаружителем целей. Да они могли обнаружить и даже примерно указать направление но не более. Что было нужно от РЛС? Правильно высокая точность определение координат целей. К сожалению первые РЛС работали на метровых волнах (4м.). Они имели слишком большую ширину диаграммы направленности ДН. А если исходить из того, что ширина ДН есть отношение длины волны к диаметру современной тарелки (на картинке формула на зелёном фоне), то? То при одних ДН размер антенн будет меньше у коротковолновой. Стало быть нужно было с метровых волн переходить на дециметровые, сантиметровые или ещё лучше на миллиметровые. Ведь РЛС это не только на земле, но и в воздухе, на море... Так, что размер имеет значение и не только у...?! С точки зрения частот, переходить нужно на СВЧ! Легко сказка сказывается, да вот чем генерировать и усиливать эти чёртовы СВЧ? Конечно, по старинке лампами, чем же ещё? Вот только тормозить начало с первых же метров пути.
Уже на метровых волнах начались проблемы и начали создавать особые лампы работающие на частотах хоть и по старинке, но уже до 200 мГц., по современным же понятиям СВЧ начинается с 300 мГц! Имеется в виду генераторные лампы большей мощности! Потом стали разрабатывать лампы и на более высокие частоты. Но всему есть предел, и? И обычные лампы хотя и в необычном исполнении рис.1. Но и они до конца не решали проблему освоения СВЧ?! Потом появились приборы работающие совершенно на другом принципе (принципах). Это на рис.2, — магнетрон. Рис.3, — клистрон. Рис.4, — лампа бегущей волны, ЛБВ. Рис.5, — лампа обратной волны, ЛОВ. Всё это разнообразие конечно будет рассмотрено, но уже в отдельных мини-лекциях, а пока? Пока познакомимся в общем виде с типами и категориями ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ СВЧ. Итак, два класса приборов со СТАТИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ и с ДИНАМИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ.
СТАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ.
Здесь всё просто, это обычные электронные лампы. В них управление происходит с помощью сетки. Напряжение разной полярности и величины заставляют поток электронов менять свою величину от нуля и до максимума. Иногда такие лампы называют ещё СЕТОЧНЫМИ! Да, в радиотехнических устройствах (ламповых) используют больше разнообразных ламп чем в СВЧ. Здесь же только три!
ДИОДЫ. От греческого di, — «два». В лампе только два электрода АНОД и КАТОД. Накал или нить накала не в счёт. Её задача нагреть до определённой температуры сам катод. Вы можете встретить (в литературе) лампы так называемого ПРЯМОГО НАКАЛА. Здесь нить накала сама является катодом. ТРИОД. От греческого tri, — «три». Три электрода. Третий, та самая управляющая сетка. И наконец ТЕТРОД. От греческого tetra, — «четыре». Четыре электрода. Четвёртый, экранирующая сетка, улучшающая работу лампы.
Статическое управление с помощью сетки управляет потоком электронов, точнее его плотностью. По-другому управление ПО ПЛОТНОСТИ или модуляция по плотности. МОДУЛЯЦИЯ от латинского modulatio, — «размеренность».
ДИНАМИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ.
Вот так сразу и не скажешь, чё тако?! Здесь, сейчас мы пока не будем в подробности углубляться. А вкратце... Статическое управление подразумевает управление электронным поголовьем с помощью напряжения на сетке (управляющей), так ещё модуляция по плотности. В нашем же случае, динамическое управление, это управление скоростью электронов. В чём смысл? Электроны летящие со своей скоростью попадают в пространство где им придают изменение скорости с помощью переменного напряжения и? И грубо говоря, вся орда делится на электроны с не изменяющей скоростью. На: с увеличенной скоростью и наоборот с уменьшенной. Потом они попадают в так называемое пространство дрейфа. Там где на них не оказывается никакого воздействия (электрического). Далее: из-за разных скоростей они приходят в точку группирования, так ещё образования электронных сгустков. В том смысле, что электроны с постоянной скоростью догоняют с уменьшенной. А те, что с увеличенной догоняют остальных! Итак до бесконечности... Место догона и есть группировка или сгусток электронов. И, что потом? А, потом Вы всё узнаете, но уже потом!
КРАТКОВРЕМЕННОЕ и ДЛИТЕЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ.
Думаю Вам понятно?! В смысле кратковременно или длительно взаимодействуют. Осталось понять кого с кем? И прилично ли всё это здесь обсуждать? Я же сказал: «Всё потом!» Далее, все эти СВЧ-штучки делятся на два типа: О-типа и М-типа. О, — Обычные, а М, — магнетронные. То есть в первом случае магнитное поле не присутствует, а во втором наоборот. Если в О-типа и присутствует, но в процессе взаимодействия не участвует! Далее вся эта делёжка в комментарии вроде бы не нуждается, но?! Но если Вы не намерены интересоваться СВЧ, то это Вам! Так, на всякий случай?!
КЛИСТРОНЫ, ИСПОЛЬЗУЮТСЯ КАК УСИЛИТЕЛИ, ТАК И ГЕНЕРАТОРЫ, Рис.3. ЛБВ, — ЛАМПА БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ. ИСПОЛЬЗУЕТСЯ КАК ДЛЯ УСИЛЕНИЯ ТАК И ГЕНЕРИРОВАНИЯ, Рис.4. ЛОВ, — ЛАМПА ОБРАТНОЙ ВОЛНЫ, РАБОТАЕТ ТОЛЬКО КАК ГЕНЕРАТОР, Рис.5. МАГНЕТРОНЫ, ТОЛЬКО ГЕНЕРАТОРЫ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ, Рис.2 (Магнетрон Вашей печки). ЛБВМ, ЛОВМ, — те же ЛБВ и ЛОВ но с участием магнитного поля. Иногда всё это обзывается магнетронного типа. Ну, дык?! АМПЛИТРОНЫ, здесь есть некая путаница, если Вы конечно будете вникать?! В разной литературе, у разных авторов... Одним словом можете встретить группу названий: ПЛАТИНОТРОНЫ, АМПЛИТРОНЫ, СТАБИЛОТРОНЫ. В таблице это Амплитроны. По сути, это одно и то же, но работающие в разных режимах! Кстати! ПЛАТИ от греческого platys, — «широкий», а АМПЛИ от греческого amplus, — «обширный, большой». Так, ещё железяки с большими и очень широкими возможностями. Отсюда и столько названий?
Да, Вам многое непонятно, но всё понятнее будет в следующих мини-лекциях.