Природа полей

19 Глава 4. Электромагнитные поля сверхвысокой частоты Эти поля используют телевидение, связь, радиолокация, печи СВЧ и др., а создаются они электровакуумными приборами (ЭВП) сверхвысокой частоты (СВЧ), особенно большой мощности. Их называют: магнетроны, клистроны, лампы бегущей волны (ЛБВ) и др. Наиболее старые из них — магнетроны. Как создается электромагнитное поле в магнетроне? На рис. 4 представлена схема магнетрона — его поперечное сечение. Магнетрон имеет подогревный катод (4), на который подается высокое отрицательное напряжение, и анод (5) с потенциалом земли с резонаторными полостями (3). Вдоль оси катода создается магнитное однородное поле. Разогретый подогревателем (6) катод имитирует электроны, которые устремляются к аноду, но они магнитным полем поворачиваются, приобретая траекторию эпициклоиды (7). Каждый вылетающий с катода электрон дает начало своей эпициклоиды (8), которые многократно пересекаются, создавая хорошие условия для соударений электронов, движущихся по pазным траекториям. Некоторые электроны по своим кинетическим характеристикам достигают и катода, имея скорости от нулевой до достаточно большой, чтобы вызвать вторичную эмиссию, тогда один упавший на катод электрон выбивает с катода два и более электронов, чем увеличивает хаос столкновений в пространстве между катодом и анодом. Никаких других процессов в пространстве магнетрона между катодом и анодом, кроме столкновений электронов, не происходит! И как писалось выше, столкновения электронов приводят к выбрасыванию из них большого количества частиц материи с электрическим и магнитным зарядами. Это и есть электромагнитное поле. Оно заполняет всю полости магнетрона и отсортировывается по энергиям в резонаторных полостях (3), откуда отбирается через щель связи (2) и волновод выходной (1) к потребителям: передатчикам, печам СВЧ и др. Ранее мы рассматривали кинетику столкновений электронов. Вспомнили, что возникающие при этом силы инерции велики, хотя хаос столкновений не всегда нужен при решении конкретных задач электроники. Иногда требуется создавать моноскоростной пучок электронов, и тормозят этот пучок электронов одновременно и сразу все с одинаковой силой. Такой эффект достигается полевым торможением, которое на каждый электрон имеет одинаковое воздействие. Это возможно, если электрон попадает в пространство, густо заполненное частицами поля, несущими заряды магнитный и Рис 4. 1. волновод выходной; 2. щель связи; 3. резонатор; 4.катод; 5. анод; 6. подогреватель; 7. траектория электрона; 8. пересечение траекторий электронов