Параметры и характеристики двухрезонаторного усилительного клистрона

Выходная мощность. Одним из важнейших параметров усилительного клистрона является мощность колебаний в нагрузке второго резонатора P_вых. Мощность колебаний Р_е, развиваемая электронным потоком при оптимальных углах пролета (2-29), определяется простым соотношением, известным из электротехники:

Коэффициент усиления клистрона по мощности обычно выражают в децибелах

Амплитудная характеристика клистрона. Пользуясь выражениями (2-42) и (2-45) для входной и выходной мощностей клистрона, можно построить весьма важную зависимость Р_вых = f(Р_вх) - амплитудную характеристику усилительного клистрона, а также кривую зависимости K_P = f(P_вx) (рис. 2-10). Из этих кривых видно, что усилитель на клистроне может быть использован как в режиме максимального усиления (область малых входных сигналов, когда Х ≤ 1), так и в режиме максимальной выходной мощности, соответствующему значению Х = 1,84, когда амплитуда первой гармоники тока имеет наибольшую величину. При малых сигналах электронный поток, проходящий сетки второго резонатора, недогруппирован и мощность колебаний, развиваемых в нагрузке, меньше величины Р_{вых.макс}. Снижение выходной мощности наблюдается и при слишком больших входных сигналах, когда электронный поток проходит сетки второго резонатора перегруппированным (Х > 1,84).

Рис. 2-10. Амплитудная характеристика двухрезонаторного усилительного клистрона

Полоса рабочих частот. В усилительном режиме оба резонатора клистрона настраиваются на частоту усиливаемых колебаний. Добротности объемных резонаторов достаточно высоки, и их полоса пропускания, измеряемая обычно по уровню снижения максимальной мощности на 3 дб, т. е. по уровню 0,5 Р_{вых.макс} составляет доли процентов от резонансной частоты.

Таким образом, двухрезонаторный клистрон может использоваться лишь для усиления синусоидальных сигналов либо для усиления сигналов с нешироким спектром частот. Некоторое расширение рабочей полосы частот может быть достигнуто за счет увеличения связи выходного резонатора с нагрузкой, однако при этом неизбежно снижаются уровень выходной мощности и коэффициент усиления.

Электронный коэффициент полезного действия усилительного клистрона определяется как отношение мощности, развиваемой в выходном резонаторе, к мощности, расходуемой от источника постоянного напряжения:

Критерии оптимальности клистронных резонаторов, определяющие неразрывность процессов в электронном потоке и резонаторе.

Принцип отбора энергии от электронного потока резонансными и нерезонансными колебательными системами.

-является способ отбора высокочастотной энергии от модулированного электронного потока, включающий операции введения сгруппированного электронного потока со сгустками электронов, имеющих конечную фазовую протяженность и слетающееся распределение скоростей в выходную злектродинамическую систему и последующего самосогласованного торможения электронов в выходной системе