58
Цилиндрический катод 1 эмитирует электроны со всей повер-
хности и создает замкнутый электронный поток, который движется
с переносной скоростью в кольцевом зазоре 5 между катодом и
замедляющей системой – анодом. Замедляющая система магнет-
рона представляет собой цепочку объёмных резонаторов 2, разме-
щенных в корпусе анодного блока 3 и связанных с кольцевым зазо-
ром через щели 4. Этот зазор является пространством взаимодей-
ствия электронов с СВЧ полем, энергия которого выводится через
выход 6. Резонаторы с егментарно, через один сегмент, соединены
между собой кольцевыми проводниками – связками 7, необходи-
мость которых будет пояснена ниже.
Принцип действия. Механизм возникновения незатухающих
колебаний в магнет роне такой же, как и в любом автогенераторе.
Начальные колебания в резонаторах магнетрона возникают бла-
годаря флуктуациям электронного потока. Если на одной из про-
странственных гармоник этих колебаний будет выполнено усло-
вие фазового синхронизма для приборов типа М, то в тормозящих
полупериодах электрического поля гармоники начнется группиров-
ка электронов в сгустки, их смещение к аноду и передача потен-
циальной энергии от электронов СВЧ полю. Рост поля будет да-
лее интенсифицировать процесс энергообмена, и при выполнении
условий баланса фаз и амплитуд в магнетроне установит ся ста-
ционарный режим автоколебаний, при котором в пространстве вза-
имодействия возникают п ульс ации границ про ст ранственного за-
ряда электронов, достигающие анода. Динамический простран-
ственный заряд приобретает форму «спиц», вращающихся вокруг
ка т ода с по стоянной переносной скоростью. Число спиц про стран-
ственного заряда равно числу тормозящих областей СВЧ поля, в
пределах которых электроны, смещаясь от катода к аноду, под-
держивают СВЧ колебания за счет потери своей потенциальной
энергии.
Баланс фаз. Помимо условия фазового синхронизма, в маг-
нетроне, как и в любом автогенераторе, суммарный фазовый сдвиг
при обходе всех звеньев колебательной системы должен быть кра-
тен 2
π
. Поэтому если на одно звено замедляющей системы (резо-
натор) приходится фазовый сдвиг
ϕ
0
, то для всей системы имеем
условие:
N
ϕ
0
= 2
π
n , (5.26)
где N – число резонаторов, n – целое число (номер колебаний).