Функціональна схема, принцип дії лампи зворотної хвилі типу М. Конструктивно-технологічні особливості та застосування.

Отличие от ЛОВ типа О

В ЛОВ типа О электроны передают полю свою избыточную кинетическую энергию, соответствующую разности скоростей электронов и волны. КПД ограничен допустимой разностью указанных скоростей. Наоборот, в ЛОВ типа М кинетическая энергия электронов, не изменяется, а изменяется потенциальная энергия, преобразующаяся в энергию СВЧ поля.

Кроме того, в ЛОВ типа М наиболее благоприятное взаимодействие потока электронов и СВЧ поля происходит при точном равенстве средней скорости электронов и фазовой скорости волны (Ve = Vф), в то время как для передачи энергии в ЛОВ типа О требуется, чтобы электроны двигались немного быстрее волны.

Устройство и принцип действия

Устройство ЛОВ типа М

Инжектирующее устройство создаёт поток электронов, движущийся к коллектору. Электронный поток создает в замедляющей системе наведенный ток и электромагнитное поле пространственных гармоник. Если ток луча (потока электронов) достаточно велик (больше пускового), на одной из пространственных гармоник, для которой выполнено условие фазового синхронизма (Ve = Vф), начинается взаимодействие электронного потока с полем волны, при котором в тормозящих полупериодах электрического поля гармоники будет происходить увеличение её энергии за счет уменьшения потенциальной энергии электронов. Электронный поток в ЛОВ типа М взаимодействует с обратными пространственными гармониками, для которых направления фазовой и групповой скоростей противоположны, поэтому электроны движутся к коллектору, а энергия волны им навстречу — к волноводному выходу прибора. В результате возникает положительная обратная связь между полем волны и электронным потоком, при которой волна, отдавая часть своей энергии на группировку электронов, приобретает большее её количество за счет уменьшения потенциальной энергии сгруппированных электронов.

Вследствие трудностей широкополосного согласования волноводного выхода ЛОВМ с замедляющей системой в ЛОВМ возможны отражения от нагрузки. Для устранения этого эффекта в ЛОВ типа М, как и в ЛОВ типа О, применяют поглотитель.

Параметры и характеристики

Диапазон частот

Также как и в ЛОВ типа О частота излучения зависит от напряжения на замедляющей системе. Обычно ЛОВ типа М используются в диапазоне частот от 200 МГц до 20 ГГц с диапазоном электронной перестройки частоты до 40 %.

Крутизна электронной перестройки частоты В отличие от ЛОВ типа О в ЛОВ типа М скорость электронов в ЛОВМ прямо пропорциональна (напряжению на замедляющей системе). Поэтому в ЛОВ типа М для достижения одинакового с ЛОВ типа О перекрытия частотного диапазона требуется меньшее изменение.

Выходная мощность

Современные генераторы на ЛОВ типа М способны обеспечивать выходную мощность в непрерывном режиме порядка десятков киловатт в дециметровом и единиц киловатт в сантиметровом диапазонах. В настоящее время они являются самыми мощными генераторами СВЧ колебаний с электронной перестройкой частоты.

Синхронизированные генераторы на ЛОВ типа М обладают высокой стабильностью частоты и низким уровнем шумов, что позволяет их использование в системах связи с частотной модуляцией.

КПД

Коэффициент полезного действия достигает в ЛОВ типа М 40—50 %.

 

Нанесення матеріалу на підкладки методом осадження із газової фази без та з плазмовою підтримкою (методи CVD та PE CVD).

Основу методов составляют процессы (CVD, PECVD) формирования покрытий при пиролизе (водородном восстановлении) газообразных химических соединений из паровой фазы различных элементов в условиях атомно-ионного модифицирования поверхности и возбуждения неравновесной низкотемпературной плазмы с температурой активных частиц, достигающей миллионов градусов.

Формирование покрытий CVD методом происходит за счет протекания на нагретой поверхности изделий гетерогенных процессов разложения (водородного восстановления) металлсодержащих химических соединений (карбонилы металлов Fe, Mo, Cr, W, металлорганическая жидкость "Бархос", иодидные или хлоридные соединения) находящихся в реакционном объеме в газообразном состоянии.

Благодаря высокой подвижности и интенсивности процессов массопереноса, присущих газообразным средам, метод CVD покрытий обладает исключительной "кроющей" способностью. Возможность обеспечивать высокие массовые потоки металлсодержащего соединения в газообразном состоянии к покрываемой поверхности позволяет реализовать высокую производительность процессов нанесения покрытия, в которых скорость роста может достигать от нескольких сотен микрон в час до нескольких миллиметров в час.

Высокая поверхностная подвижность адсорбированных металлсодержащих соединений позволяет в CVD процессах получать покрытия с плотностью, близкой к теоретической, при температурах ~ 0,15-0,3 от температуры плавления материала, что недоступно для других методов нанесения покрытий, а также формировать совершенные эпитаксиальные покрытия.

Относительная простота очистки от большинства примесных элементов на стадии получения металлсодержащих соединений благодаря избирательности процессов химического взаимодействия исходных продуктов на нагретой поверхности, дополнительная дистилляция в процессе его перевода в газообразное состояние из твердого или жидкого состояния, в котором эти соединения обычно находятся при нормальных условиях, обусловливают высокую степень чистоты получаемых CVD методом покрытий.

Мощным инструментом воздействия как на кинетику CVD процессов нанесения покрытий, так и свойства покрытий является плазменная поддержка (PECVD). Применение различных приемов возбуждения плазмы в реакционном объеме и управление ее параметрами позволяет интенсифицировать процессы роста покрытий, сдвигать их в область более низких температур, делает более управляемыми процессы формирования заданного микрорельефа и структуры покрытия, примесного состава и других характеристик покрытия

Таким образом, среди известных методов нанесения покрытий высокого качества методы CVD и PECVD находятся вне конкуренции в большинстве случаев, когда необходимо:

Наносить равномерные по толщине, высокоплотные покрытия на изделия сложной формы с развитой поверхностью, в том числе, на внутренние поверхности, протяженные и глухие полости, отверстия, трубы с отношением l/d>>1.

Получать покрытия из тугоплавких, труднообрабатываемых металлов, сплавов и соединений с плотностью близкой к теоретической и высокой чистоты, формировать из них самонесущие изделия различной геометрии.

Наносить покрытия на порошки и другие сыпучие материалы, пропитывать (уплотнять) пористые структуры.

Использование газофазных и плазмохимических методов в комплексе с другими методами нанесения покрытий и модифицирования поверхности (методов ионного легирования, имплантации, вакуум-плазменными, диффузионными, вакуум-термическими методами и др.) в еще большей мере расширяет возможности создания принципиально новых материалов и покрытий.

Терм.СVD c подогревом стен. Усиленый плазмой CVD

Екзаменаційний білет № 23