微波器件原理

1、1. 微波管參量：帶寬、功率等的基本概念、分類(lèi)帶寬：是指微波振蕩器或放大器在一定工作條件下，能滿(mǎn)足一定技術(shù)指標(biāo)要求的工作頻率范圍。分類(lèi)：絕對(duì)帶寬，相對(duì)帶寬，增益帶寬，功率帶寬，效率帶寬，瞬時(shí)帶寬，調(diào)諧帶寬，冷帶寬，熱帶寬；功率：連續(xù)波狀態(tài)的功率，脈沖狀態(tài)的功率，平均功率2.平板間隙中的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的產(chǎn)生過(guò)程，渡越角，耦合系數(shù)等概念，電子與場(chǎng)的能量交換過(guò)程。 其中為當(dāng)平板中沒(méi)有從陰極飛向陽(yáng)極的電子帶只有外加電壓時(shí)的電場(chǎng)電流是由電荷的變化產(chǎn)生的，因而外電路中的電流： 感應(yīng)電流：，所以二極管電極外電路中流過(guò)的電流實(shí)際上是運(yùn)動(dòng)電荷在飛行過(guò)程中電極上感應(yīng)電荷的變化引起的，成為感應(yīng)電流。設(shè)注入間隙的

2、密度調(diào)制電子流為，為電流的直流分量，為電流的交變分量。選擇間隙中間為坐標(biāo)原點(diǎn)，為電子層通過(guò)點(diǎn)的時(shí)刻，認(rèn)為電子以直流速度勻速通過(guò)間隙，則電子層到達(dá)處的時(shí)間為，層中的電荷為， 渡越角：電子在通過(guò)間隙的時(shí)間內(nèi)密度調(diào)制的電子流變化的相位弧度數(shù)。：電子流與間隙的耦合系數(shù)：反映電子流與間隙電場(chǎng)相互作用程度的一個(gè)量能量交換過(guò)程：電子流進(jìn)入間隙場(chǎng)，若電子流的運(yùn)動(dòng)方向與間隙的電場(chǎng)同向，則電子流速度減小，將能量交出，若和反向，則電子流受到加速，電子流吸收能量。3.微波管互作用條件，微波管常見(jiàn)類(lèi)型、分類(lèi)，以及各種管型的互作用條件?；プ饔脳l件：電子注只有在通過(guò)諧振腔的高頻間隙時(shí)才與場(chǎng)發(fā)生相互作用（諧振腔型）；電子注在

3、通過(guò)慢波線(xiàn)的整個(gè)過(guò)程中與行波同步，始終發(fā)生相互作用（慢波線(xiàn)型）常見(jiàn)類(lèi)型：諧振腔型和慢波線(xiàn)型分類(lèi)：速調(diào)管，行波管，返波管，磁控管，回旋管速調(diào)管互作用條件：群聚電流基波分量最大時(shí)，電子注剛好通過(guò)輸出高頻間隙，即漂移管長(zhǎng)度滿(mǎn)足，能量交換過(guò)程自動(dòng)完成，輸出腔輸出最大基波功率。行波管互作用條件：電子注直流速度略大于行波相速（）去，群聚中心及其兩邊的群聚電子將移入減速場(chǎng)區(qū)，電子交出能量多于獲得能量，行波場(chǎng)得到放大。磁控管：通過(guò)相位聚焦和電子挑選，使有利電子與高頻場(chǎng)互作用，不斷地將位能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，然后對(duì)失去部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化成高頻場(chǎng)的能量?；匦埽罕仨毷闺娮泳哂凶銐虼蟮幕匦俣葯M向能量。輻射場(chǎng)的頻率必須略大于電子

4、回旋頻率，即。必須有一定的互作用長(zhǎng)度，以利于電子群聚及充分進(jìn)行能量交換。4.速調(diào)管工作原理，分幾部分，各部分起什么作用。工作原理：微波信號(hào)輸入輸入諧振腔，在高頻間隙上產(chǎn)生高頻交變電壓，當(dāng)從陰極發(fā)出的均勻的電子注通過(guò)間隙時(shí)，在高頻電壓正半周時(shí)，對(duì)通過(guò)的電子加速，負(fù)半周時(shí)對(duì)通過(guò)的電子減速，所以電子注在離開(kāi)高頻間隙時(shí)，速度已不再均勻，但它們之間的相對(duì)位置還來(lái)不及變化，該過(guò)程為速度調(diào)制；電子注離開(kāi)間隙進(jìn)入漂移管，由于偏移管是一個(gè)等電位空間，速度調(diào)制后的電子在漂移管中作慣性運(yùn)動(dòng)，引起速度不等的電子之間發(fā)生追趕現(xiàn)象，使電子注變得有稀有密，不均勻，該過(guò)程為密度調(diào)制。電子密集的區(qū)域稱(chēng)為群聚塊，已群聚的電子注穿

5、過(guò)輸出諧振腔時(shí)，在腔內(nèi)建立起感應(yīng)電流，并由此在輸出高頻間隙上形成高頻電壓，該電壓又反過(guò)來(lái)作用在電子注上。輸出腔離開(kāi)輸入腔距離的選擇使得速度調(diào)制的電子注正好形成最強(qiáng)烈的群聚，群聚電子在輸出腔感應(yīng)電流產(chǎn)生減速場(chǎng)使電子受到減速，失去自己的部分能量交給高頻場(chǎng)，使場(chǎng)放大。速調(diào)管分為以下幾個(gè)部分：電子槍?zhuān)寒a(chǎn)生密度均勻的電子注；高頻結(jié)構(gòu)（輸入諧振腔，漂移管，輸出諧振腔）電子注在高頻系統(tǒng)中完成與高頻場(chǎng)的能量交換，將自身的直流能量部分的交給高頻場(chǎng)使微波信號(hào)得到放大；收集極：飛出高頻結(jié)構(gòu)的電子流最后打上收集極，并在收集極上以熱能形式消耗掉剩余能量；聚焦系統(tǒng)：為了防止電子注因空間電荷力而擴(kuò)散，聚焦系統(tǒng)可以使電子注保

6、持一定直徑而不致打上高頻系統(tǒng)；能量輸入裝置：輸入高頻交變電壓，完成對(duì)電子注的速度調(diào)制；能量輸出裝置：輸出放大后的高頻場(chǎng)。5.速調(diào)管中速度調(diào)制的詳細(xì)過(guò)程。微波信號(hào)輸入輸入諧振腔，在高頻間隙上產(chǎn)生高頻交變電壓，當(dāng)從陰極發(fā)出的均勻的電子注通過(guò)間隙時(shí)，在高頻電壓正半周時(shí)，對(duì)通過(guò)的電子加速，負(fù)半周時(shí)對(duì)通過(guò)的電子減速，所以電子注在離開(kāi)高頻間隙時(shí)，速度已不再均勻，但它們之間的相對(duì)位置還來(lái)不及變化，該過(guò)程為速度調(diào)制。6.速調(diào)管群聚參量表達(dá)式及物理意義。群聚參量： ：漂移管長(zhǎng)度 物理意義：表示電子注的群聚能力，且是出現(xiàn)超越現(xiàn)象的臨界值。7.電子群聚的相位圖分析。群聚參量，這時(shí)相位圖為一條直線(xiàn)，其斜率，當(dāng)不存在調(diào)

7、制時(shí)，所有電子均以初速度運(yùn)動(dòng)，在間隔內(nèi)進(jìn)入漂移管的電子必定在相同時(shí)間間隔內(nèi)離開(kāi)漂移空間，電子注密度始終均勻，沒(méi)有受到調(diào)制 ，相位圖上的直線(xiàn)變成了曲線(xiàn)，曲線(xiàn)上各點(diǎn)的斜率不同，表明在不同時(shí)刻出發(fā)但在相同時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)入漂移空間的各批電子，在離開(kāi)漂移空間時(shí)間間隔已不同即，且由曲線(xiàn)斜率可知，可分析得出，在附近，電子注密度增大，附近，電子注密度減小。當(dāng)時(shí)，相位圖上附近很小的內(nèi)，由于曲線(xiàn)在處斜率為0，所以電子注將在無(wú)限小的間隔內(nèi)離開(kāi)漂移管。 ，曲線(xiàn)出現(xiàn)與橫坐標(biāo)有多處相交，即成為（）的多值函數(shù)，表示在漂移管中快電子趕上并超越了慢電子，出現(xiàn)了所謂超越現(xiàn)象。8.速調(diào)管最佳漂移長(zhǎng)度的計(jì)算。群聚電流，由貝塞爾函數(shù)的值

8、與的關(guān)系可知，時(shí)，貝塞爾函數(shù)達(dá)到最大值，相應(yīng)的基波電流也達(dá)到最大值，可見(jiàn)時(shí)，速調(diào)管達(dá)到最佳群聚狀態(tài) 9.輸出腔間隙中的能量交換過(guò)程。已群聚的電子注穿過(guò)輸出諧振腔時(shí)，在腔內(nèi)建立起感應(yīng)電流，并因此在輸出間隙上形成高頻電壓，該電壓反過(guò)來(lái)又作用在電子注上，群聚的電子注是一個(gè)在方向上運(yùn)動(dòng)并穿過(guò)輸出間隙，不會(huì)出現(xiàn)方向的變化，而只有幅值大小的周期變化。而間隙上的高頻電壓只有交變電壓，所以在這種作用下，群聚的電子注出現(xiàn)了加速區(qū)和減速區(qū)，電子集中在高頻場(chǎng)負(fù)半周交出能量，只要保證群聚電流基波分量最大時(shí)電子注剛好通過(guò)輸出腔高頻間隙，即漂移管有最佳漂移長(zhǎng)度，能量交換過(guò)程自動(dòng)完成，輸出腔輸出最大基波功率。10.周期結(jié)構(gòu)

9、中的慢波特性，空間諧波概念，相位常數(shù)表達(dá)式及含義。 在周期結(jié)構(gòu)慢波系統(tǒng)中，電磁波的傳播也具有周期性，符合周期性定理，即弗洛奎定理該定理敘述為：在一給定頻率下，對(duì)一確定的傳輸模式。沿周期系統(tǒng)傳輸?shù)牟ㄔ谌我唤孛嫔系膱?chǎng)分布與離該截面整數(shù)個(gè)周期處的場(chǎng)，只差一個(gè)復(fù)數(shù)常數(shù)，數(shù)學(xué)表達(dá)式：，為傳播常數(shù)，為周期。 在周期系統(tǒng)中傳播的波，由于結(jié)構(gòu)的空間周期性，波的場(chǎng)分布也具有周期性，因而可以分解成無(wú)數(shù)個(gè)諧波，這些諧波就成為空間諧波。 相位常數(shù)，含義：波在媒質(zhì)中進(jìn)行單位長(zhǎng)度時(shí)所引起的相位變化和弧度數(shù)。11.從周期結(jié)構(gòu)和色散曲線(xiàn)出發(fā)，掌握前向波、返波、基波和高次諧波概念以及行波管、返波管的工作點(diǎn)選取。（正色散）前向波

10、：和同號(hào)成為前向波，時(shí)正常色散；時(shí)，異常色散返波：和異號(hào)（負(fù)色散）：異常色散基波：0次空間諧波又稱(chēng)為基波高次諧波：行波管，返波管工作點(diǎn)選取。12.周期結(jié)構(gòu)中的相速，群速，耦合阻抗概念及各參量的意義。相速：各空間諧波具有不同的相速，即在傳播相同距離后，各諧波變化的相位不同。群速：，同一模式的所有空間諧波群速相同，都等于基波群速。耦合阻抗：，表征慢波系統(tǒng)與電子注相互作用的有效程度。13.行波管組成部分，各部分的作用。電子槍?zhuān)寒a(chǎn)生具有一定形狀和電流強(qiáng)度的電子注，并將電子注加速到一定速度以便和慢波線(xiàn)上的電磁場(chǎng)交換能量。聚焦系統(tǒng)：用電磁場(chǎng)抵消電子注和空間電荷推斥力，約束電子注使其能順利通過(guò)整個(gè)慢波系統(tǒng)而

11、不被截獲。慢波結(jié)構(gòu)：傳輸高頻電磁行波并使電磁波的相速降到同步速度，慢波結(jié)構(gòu)也是電磁場(chǎng)對(duì)電子注實(shí)現(xiàn)調(diào)制，而調(diào)制后的電子注交出直流能量放大高頻場(chǎng)的機(jī)構(gòu)。輸入輸出裝置：通過(guò)輸入輸出裝置將高頻輸入信號(hào)能量耦合到慢波線(xiàn)上和將已放大的高頻信號(hào)能量耦合到輸出回路上去。收集極：用來(lái)收集已經(jīng)和電磁場(chǎng)換能完畢后的電子，這時(shí)電子速度仍然很大，打上收集極時(shí)將轉(zhuǎn)化成熱能耗散掉。14.行波管工作原理。電子注剛進(jìn)入慢波線(xiàn)時(shí)，密度均勻，在運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中，隨著時(shí)間的推移（假設(shè)），處在行波場(chǎng)正半周的電子由于和同向，而被減速，處于行波場(chǎng)負(fù)半周的電子由于和反向而被加速，而處于行波場(chǎng)零點(diǎn)的電子仍以勻速地與場(chǎng)一同前進(jìn)。若，且電子注密度均勻

12、，這時(shí)處于減速場(chǎng)與處于加速場(chǎng)的電子同樣多，前者向場(chǎng)交出能量，后者從場(chǎng)獲得能量，交出與獲得的相等，電子注與高頻場(chǎng)沒(méi)有凈能量交換。若讓電子注的直流速度略大于行波的相速（），則電子注整體將向前有一個(gè)附加的運(yùn)動(dòng)，群聚中心及其兩邊的群聚電子將逐漸移入減速區(qū)，處于減速場(chǎng)區(qū)的電子數(shù)就會(huì)多于處于加速場(chǎng)區(qū)的電子數(shù)，電子交出的能量多于獲得的能量，出現(xiàn)了電子注與行波場(chǎng)之間的凈能量交換，行波場(chǎng)的幅值得到放大。15、行波放大器件的相位空間圖的理解。16、小信號(hào)增益的計(jì)算；行波管的自激振蕩。，為慢波線(xiàn)對(duì)沿線(xiàn)增長(zhǎng)的行波的損耗，稱(chēng)為增益參量，自激振蕩：反射振蕩，返波振蕩，帶邊振蕩。反射振蕩原因：輸入輸出裝置的不匹配產(chǎn)生的反射

13、；管內(nèi)衰減器兩端不匹配產(chǎn)生的反射；慢波線(xiàn)不均勻性引起的反射。引起振蕩的條件：幅值條件，相位條件。反射振蕩的抑制：集中衰減器；切斷慢波線(xiàn)返波振蕩：一個(gè)能速相反的電磁波所引起的振蕩。防止：合理設(shè)計(jì)慢波線(xiàn)，使返波相速遠(yuǎn)離電子注速度和使返波耦合阻抗盡可能小。帶邊振蕩：模式競(jìng)爭(zhēng)引起的振蕩。在上戒指頻率處更容易發(fā)生。防止：先加高壓再使陰極發(fā)射電流；在腔體涂覆高電阻金屬。17.行波管與速調(diào)管工作原理比較。速度調(diào)制與密度調(diào)制，在行波管里是不可分的，是電子注在慢波線(xiàn)中行進(jìn)時(shí)連續(xù)地同時(shí)進(jìn)行的；而在速調(diào)管中是分開(kāi)的，在輸入高頻間隙中完成速度調(diào)制，在漂移管中完成密度調(diào)制。電子注與場(chǎng)的互作用。在行波管中是沿整個(gè)慢波線(xiàn)分

14、布式的相互作用，而在速調(diào)管中是集中式的相互作用，集中在諧振腔高頻間隙內(nèi)進(jìn)行互作用。高頻場(chǎng)。行波管是行波場(chǎng)，而速調(diào)管是駐波場(chǎng)。高頻結(jié)構(gòu)。行波管的高頻結(jié)構(gòu)是慢波線(xiàn)，速調(diào)管是諧振腔。群聚中心。行波管群聚電流的中心是沿慢波線(xiàn)分布的高頻加速場(chǎng)向減速場(chǎng)過(guò)度的零值點(diǎn)，即相位為0的點(diǎn)。而速調(diào)管中電子注的群聚中心是在高頻場(chǎng)減速場(chǎng)向加速場(chǎng)過(guò)度的零時(shí)刻即相位為的點(diǎn)。18、線(xiàn)性注器件，正交場(chǎng)器件的特點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)上，O型器件中電子與高頻場(chǎng)換能互作用由諧振腔或慢波線(xiàn)構(gòu)成電子注在諧振腔或慢波線(xiàn)中運(yùn)動(dòng)時(shí)與高頻場(chǎng)發(fā)生互作用并交換能量；M型的互作用區(qū)則由陽(yáng)極與陰極構(gòu)成，其陽(yáng)極由專(zhuān)門(mén)的多腔系統(tǒng)組成，電子注必須在陰一陽(yáng)極空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)并與

15、高頻場(chǎng)進(jìn)行能量交換；在磁場(chǎng)作用方面，O型器件中B與電子運(yùn)動(dòng)方向在同一軸線(xiàn)上，其作用是保持電子注的截面形狀不散焦，而與電子能量交換過(guò)程無(wú)關(guān)；M型器件中，其直流B總是與直流E相垂直，并在電子運(yùn)動(dòng)和能量交換過(guò)程中必不可少，它不再是聚焦電子注手段。在能量交換機(jī)理上，O型中電子注首先在電子槍區(qū)被一次性地加速到某一直流速度，在互作用區(qū)以失去動(dòng)能的形式向高頻場(chǎng)交出能量，然后以較低的速度離開(kāi)互作用，兩者之間的速度差正是電子交給高頻場(chǎng)的能量。M中電子在互作用區(qū)是以不斷失去自己的位能的形式轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l能量的，并最終以接近同步速度的能量打上陰極（收集極）對(duì)O型來(lái)說(shuō)，場(chǎng)、電子運(yùn)動(dòng)都在同一方向上，因而在本質(zhì)上是一維；而M

16、型，基本上是二維的，電子在磁場(chǎng)力和電場(chǎng)力的作用下基本運(yùn)動(dòng)在磁場(chǎng)的垂直平面上。器件效率不同。O型中，能量由電子注向高頻場(chǎng)的轉(zhuǎn)換條件是在下進(jìn)行的，電子效率決定于電子多于速度的多少；而M中，類(lèi)似的能量交換則是在條件下進(jìn)行的，電子效率取決于電子所有的位能，所有效率較O型要高。19、靜態(tài)磁控管電子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。靜態(tài)磁控管平板系統(tǒng)中的電子運(yùn)動(dòng)方程為輪擺線(xiàn)方程，它表示一個(gè)半徑為的圓沿垂直于電力線(xiàn)基線(xiàn)以角速度做沒(méi)有滑動(dòng)的滾動(dòng)時(shí)，圓周上一點(diǎn)在平面內(nèi)所描繪出的軌跡。它在向的平均漂移速度就是輪擺圓心的速度。20、磁控管工作模式、同步條件。工作模式：磁控管的工作模式幾乎無(wú)例外地都選擇模式，這是因?yàn)槟Ｊ骄哂衅渌Ｊ綗o(wú)法比擬

17、的優(yōu)點(diǎn)：在相同工作磁場(chǎng)下，模式起振要求的陽(yáng)壓最低，而電壓可調(diào)范圍最寬；模式是非簡(jiǎn)并模式，工作穩(wěn)定；在相同工作磁場(chǎng)下，振蕩在模式時(shí)，磁控管的效率最高。同步條件：21、電子挑選，相位聚焦概念。相位聚焦：作用在電子上的直流場(chǎng)和高頻場(chǎng)方向相反或相同時(shí)，會(huì)造成電子的漂移速度與運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的速度不等，相反時(shí)，相同時(shí)，這就使得這兩種電子一種相對(duì)于坐標(biāo)系左偏，一種相對(duì)于坐標(biāo)系右偏移，從而使得這兩種電子都向中間靠攏，改變了自己原來(lái)在高頻場(chǎng)中的相位，而在中間位置上聚集，這種現(xiàn)象叫做相位聚焦。電子挑選：若電子受到高頻場(chǎng)使角向的，方向?yàn)?，則的合成場(chǎng)也向方向稍有傾斜，電場(chǎng)不再與陰極表面垂直。在正交電磁場(chǎng)中電子作輪擺運(yùn)動(dòng)，

18、輪擺圓是沿著與電場(chǎng)垂直的基線(xiàn)滾動(dòng)的?，F(xiàn)在合成場(chǎng)方向發(fā)生了傾斜，與其垂直的基線(xiàn)也相應(yīng)發(fā)生了傾斜，這就使得電子在輪擺滾動(dòng)不到一圈就打上陰極，并從互作用空間消失。該電子還沒(méi)有回到出發(fā)時(shí)的零速度狀態(tài)。因此它打上陰極時(shí)還有部分剩余動(dòng)能，這部分能量消耗在了陰極上，形成正交場(chǎng)微波管中特有的電子回轟現(xiàn)象。但電子從陰極出發(fā)又回到了陰極，直流電場(chǎng)對(duì)它沒(méi)有做功，所以它回轟陰極的能量是從高頻場(chǎng)中獲得的，所以該類(lèi)電子不但不能向高頻場(chǎng)交出能量，而且還要從高頻場(chǎng)吸收能量回轟陰極，所以稱(chēng)為不利電子。但電子所受沿方向，其合成場(chǎng)向方向傾斜，導(dǎo)致基線(xiàn)發(fā)生傾斜。但該傾斜方向與前述電子剛好相反，這樣將導(dǎo)致輪擺圓可以向陽(yáng)極不斷滾動(dòng)，電子

19、位能越來(lái)越低，而電子本身的漂移速度基本沒(méi)有改變，這樣電子失去位能交給高頻場(chǎng)，稱(chēng)這類(lèi)電子為有利電子。不利電子回轟陰極，有利電子移向陽(yáng)極，這種把不利電子和有利電子區(qū)分開(kāi)的過(guò)程稱(chēng)為電子挑選。22、電子輪輻的形成過(guò)程。電子相位聚焦后，會(huì)以有利電子為中心向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)的電子群，只有不利電子及其附近的電子回轟陰極。在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，在相互作用空間就會(huì)形成以有利電子為中心的由陰極伸向陽(yáng)極的電子輪輻。由于陽(yáng)極板塊上出現(xiàn)最大方向角向電場(chǎng)的次數(shù)等于模式號(hào)數(shù)n，所以在互作用空間就會(huì)存在n個(gè)輪輻，而且在陽(yáng)極板塊上n個(gè)縫隙口所出現(xiàn)的最大方向的高頻場(chǎng)使相等的，因而每個(gè)輪輻的形狀也相同。23、磁控管的換能機(jī)制以及與行波管的比較

20、。不利電子與高頻場(chǎng)能量交換：由于不利電子所受的合成場(chǎng)使其還來(lái)不及完成一個(gè)輪擺周期，就回到了陰極表面，也即還沒(méi)有回到基線(xiàn)，速度還沒(méi)有降回到0就被陰極截獲了，因此電子打上陰極時(shí)，將一部分動(dòng)能消耗在了陰極上，這部分動(dòng)能來(lái)自高頻場(chǎng)對(duì)它的加速。.有利電子與高頻場(chǎng)能量交換：有利電子處在向高頻減速場(chǎng)中，因此它在做輪擺時(shí)，向速度要減小，這部分動(dòng)能交給了高頻場(chǎng)使得行波場(chǎng)得到增強(qiáng)，電子速度的降低導(dǎo)致磁場(chǎng)力降低，電子還沒(méi)來(lái)得及回到原來(lái)的基線(xiàn)時(shí)速度就已經(jīng)為0，電子在徑向有了一定位移而不再回到陰極。這意味著電子失去一部分直流位能交給了高頻場(chǎng)。電子在開(kāi)始一個(gè)新的輪擺后，又以同樣的情況再次失去一部分位能交給高頻場(chǎng)。這樣電子

21、不斷從直流場(chǎng)中獲得加速，將位能變成動(dòng)能，在高頻減速場(chǎng)中向高頻場(chǎng)交出部分動(dòng)能，速度降低，使電子的位能發(fā)生改變，失去了位能。電子就這樣不斷地將位能變成動(dòng)能，又不斷將動(dòng)能交給高頻場(chǎng)，然后又從直流場(chǎng)中以失去位能的形式補(bǔ)充動(dòng)能，直至電子打上陽(yáng)極。.比較：磁控管中電子群聚后，高頻場(chǎng)改變的是電子沿基線(xiàn)輪擺的漂移速度而電子在角向的同步速度基本不變，且漂移速度與E和B均有關(guān)；行波管中，電子只有一種速度，因此高頻場(chǎng)改變的是電子同步速度，它取決于加速電壓。磁控管中電子不是一次性將全部位能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，而是每輪擺一次失去一部分位能，轉(zhuǎn)化為動(dòng)能交給高頻場(chǎng)，經(jīng)過(guò)多次輪擺才逐步失去全部位能；行波管中，電子則一次性從直流場(chǎng)中獲

22、得全部動(dòng)能，然后處在高頻減速場(chǎng)中的電子不斷失去其動(dòng)能使得高頻場(chǎng)得到增長(zhǎng)。與此同時(shí)，電子的速度不斷下降，漸漸偏離了與行波場(chǎng)的同步狀態(tài)，就不可能再向高頻場(chǎng)交出能量甚至可能落到加速場(chǎng)區(qū)，從高頻場(chǎng)中吸取能量。行波管中電子必須維持與行波同步，而維持該同步速度的能量與電子向高頻場(chǎng)交出的能量都來(lái)自于電子的同一個(gè)運(yùn)動(dòng)速度，因此電子能交給場(chǎng)的能量只能是超出同步速度的一小部分多出的能量。而磁控管中，電子與高頻場(chǎng)的換能與維持同步是分開(kāi)的，電子失去位能來(lái)向高頻場(chǎng)交出能量，而此時(shí)，電子角向同步速度基本不變，由于電子位能要比同步速度對(duì)應(yīng)的動(dòng)能高得多，所以磁控管比行波管效率高得多。24、自激振蕩條件以及各個(gè)電壓的概念（磁控

23、管）自激振蕩條件：門(mén)檻電壓：開(kāi)始出現(xiàn)陽(yáng)極電流的陽(yáng)極電壓成為門(mén)檻電壓，陽(yáng)極電壓高于，振蕩就會(huì)形成，陽(yáng)極電壓低于，高頻振蕩無(wú)法穩(wěn)定形成。特征電壓：電子注與行波同步所需要的最低陽(yáng)極電壓，即電子擦過(guò)陽(yáng)極表面全部位能變成角向速度時(shí)與行波同步的電壓工作電壓：使電子與場(chǎng)進(jìn)行能量交換，且使磁控管起振的電壓有一定的范圍25、尺寸共度概念以及回旋管特點(diǎn)。尺寸共度：隨著微波器件工作頻率的不斷提高，高頻系統(tǒng)的尺寸越來(lái)越小，以致無(wú)法加工制造，所以高頻系統(tǒng)尺寸與工作波長(zhǎng)必須具有共度性?；匦芴攸c(diǎn)：回旋管用的電子槍是一種磁控注入槍?zhuān)淮趴刈⑷霕屖墙](méi)在軸向收斂的磁場(chǎng)中的；在電子槍過(guò)渡區(qū)，收斂磁場(chǎng)具有絕熱壓縮作用。26、回旋管

24、中的電子槍?zhuān)哳l結(jié)構(gòu)與其他微波管相比有何特點(diǎn)?；匦苤械碾娮訕屖且环N磁控注入槍?zhuān)煞譃槿齻€(gè)區(qū)域：為槍區(qū)，為過(guò)渡區(qū)，為漂移區(qū)?；匦艽趴刈⑷霕尩囊粋€(gè)最重要特點(diǎn)在于，它是浸沒(méi)在軸向收斂的磁場(chǎng)中的，這也是它與普通O型磁控注入槍的本質(zhì)區(qū)別，后者總是浸沒(méi)在軸向均勻磁場(chǎng)中的?；匦苤械母哳l結(jié)構(gòu)采用光滑波導(dǎo)，利用電子注與快波相互作用解決了普通微波器件中的困難?；匦苁抢秒娮踊匦l率與電子相對(duì)論效應(yīng)產(chǎn)生的相對(duì)論角向群聚達(dá)到換能的器件。27、回旋管工作過(guò)程，各階段電子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。工作過(guò)程：磁控注入電子槍產(chǎn)生環(huán)形空心電子注，由于存在縱向恒穩(wěn)磁場(chǎng)，空心電子注中所有電子都圍繞各自的中心回旋，以螺旋形的運(yùn)動(dòng)方式通過(guò)高頻

25、互作用區(qū)。高頻電路是一段光滑圓波導(dǎo)，波導(dǎo)內(nèi)激勵(lì)起H型波。當(dāng)螺旋形電子注通過(guò)時(shí)，電子就與橫向高頻場(chǎng)作用，作用完畢后的電子在作用區(qū)末端打上波導(dǎo)壁，而高頻功率則通過(guò)輸出通道送至負(fù)載。各階段電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：槍區(qū)：電子回旋線(xiàn)速度，電子在角向的平均的漂移速度的同時(shí)，電子還有沿軸向的縱速度。過(guò)渡區(qū)：越來(lái)越強(qiáng)，開(kāi)始出現(xiàn)，越來(lái)越弱，這時(shí)，減小，增大。漂移區(qū)：磁場(chǎng)開(kāi)始趨于均勻，電子回旋運(yùn)動(dòng)十分強(qiáng)烈，而，仍存在，所以電子圍繞著磁力線(xiàn)回旋前進(jìn)。但由于空間電荷存在，電子注仍有一個(gè)微弱的角向漂移，在漂移區(qū)，電子最終以十分強(qiáng)烈的回旋運(yùn)動(dòng)，十分微小的角向漂移以及一定的縱向速度進(jìn)入互作用區(qū)。28、相對(duì)論效應(yīng)，同步條件，相對(duì)論角向群聚。相對(duì)論效應(yīng)：當(dāng)電子速度接近光速時(shí)，同步條件：電子回旋角頻率；高頻場(chǎng)變化角頻率，相對(duì)論角向群聚。29、MIG槍的工作過(guò)程，絕熱壓縮過(guò)程以及在回旋管中的作用。MIG槍工作過(guò)程：槍是浸沒(méi)在軸向收斂的磁場(chǎng)中的，且在過(guò)渡區(qū)，軸