Замедляющие системы. 
Теоретические основы электротехники. 
Электромагнитное поле

Замедляющие системы (ЗС) — это системы, в которых фазовая скорость волны у_ф вдоль оси системы г замедлена по сравнению со скоростью света v_c и составляет (0,03…0,35)v_c. ЗС применяют для увеличения времени взаимодействия электронного пучка, движущегося со скоростью, меньшей v_c, с составляющей Е. бегущей вдоль оси г электромагнитной волны.

На рис. 26.13 изображена простейшая ЗС в виде коаксиальной линии, в котором внутренний проводник выполнен в виде спирали радиусом г и шагом а.

В линию поступает волна ТЕМ к движется вдоль спирали со скоростью света. Один виток она пройдем за время /, = ?Ja² +(2яг)² /v_c. Вдоль оси z за время она продвинется на а, т. е. = а/у_ф. Отсюда.

Если а-1 мм, 2 г = 3 мм, то т_фк0,052у_с.

Вблизи спирали? имеет и z-составляющую. Поэтому вблизи спирали волна может быть отнесена к волне ?-типа. ЗС рис. 26.13 применяют при небольших замедлениях и малых мощностях. Другие типы ЗС здесь не рассматриваем.

Sи T-параметры элементов высокочастотного тракта.

Устройства, входящие в высокочастотный тракт (волноводы, ответвители, ВЧ транзисторы), часто рассматривают как четырехполюсники, характеризующиеся своими волновыми 5- и /'-параметрами (а не А-, Z-, Y-, Н-, G-параметрами, как в теории цепей, так как токи и напряжения на СВЧ трудно измерить).

Рис. 26.14.

На рис. 26.14 изображен четырехполюсник; его входные зажимы /—/, выходные зажимы 2—2. На зажимах 1—1 имеется падающая волна напряжения 0_1п и отраженная волна 0_]о. Стрелки указывают положительные направления отсчета для них. На зажимах 2—2 соответственно: и.

• • A. II • Лг

Волны U_lo и U_2o определяют через (J_ln и U_2n с помощью 5-параметров:

В свою очередь 0_1п и 0_]о можно определить через 0_2п и О_2о и Г-параметры:

Связь Т- и 5-параметров:

Для взаимных четырехполюсников *^12 «^21 ^И12 «^21- Если «21 «0. то /'-параметры становятся неопределенными. Если каскадно соединено несколько четырехполюсников, то Г-матрица каскада равна произведению Г-матриц этих четырехполюсников.

Волновое сопротивление высокочастотного тракта, присоединенного к зажимам 1—/ четырехполюсника, обозначим Z_b1, а к зажимам 2−2 — Z.j.

Направления токов /, и /₂ четырехполюсника возьмем, как в системе А-параметров (рис. 26.14), тогда:

Выразим токи /, и /₂:

и учтем, что =*)," +0_]о и <�У₂ =0_2п +0_2о.

Подставим (26.50) в (26.49) и сначала сложим полученные уравнения, а затем вычтем из первого второе. После этого разрешим уравнения относительно? У,_П и 0_1о и сопоставим с (26.47). Сопоставление.

Параметры 5 определяют и опытным путем, измеряя мощности, переносимые падающими и отраженными волнами. С этой целью волны напряжения нормируют, деля их соответственно на V^B, ^и V^b2 ^:

Полные мощности, переносимые падающими и отраженными волнами:

Нормированные волны напряжения имеют размерность квадратного корня из размерности мощности. Они связаны друг с другом с помощью 5^Н-параметров:

или с помощью Т^н -параметров: При этом.