雙腔速調管

雙腔速調管的基本結構

高頻系統中僅有輸入腔和輸出腔兩個諧振腔的速調管就是雙腔速調管，這是最簡單的作為放大器的速調管。圖1-1給出的是雙腔速調管的結構示意圖。速調管的結構有電子槍、高頻結構——諧振腔，能量輸入、輸出裝置，收集極和聚焦系統組成。

雙腔速調管的工作原理

從陰極發射的電子注受到陽極加速，以一定的速度通過輸入諧振腔的高頻間隙，微波信號送入輸入諧振腔，在高頻間隙上產生高頻交變電壓，當未經調製的均勻電子注通過時，在高頻電壓正半周時對電子注進行加速，而在負半周時則進行減速。這樣，電子注離開輸入高頻間隙時，其速度得到了與輸入信號的變化相對應的調製而不再均勻，這就是速度調製，也是速調管名稱的由來。但是，在這時，儘管電子注中各電子的速度已經發生了改變，但電子之間的相對位置還沒有來得及發生改變，也就是說，電流密度還是均勻的。離開輸入間隙的電子注進入漂移管，由於漂移管是一個等位空間，進入漂移管的電子將做慣性運動，並在運動過程中發生速度不同的電子之間的追趕現象，使電子注變得不再均勻，有疏有密，也就是說，電子注由速度調製轉變成了密度調製。在密度調製電子注中，電子最密集的區域稱為群聚塊，電子注形成群聚塊的過程稱為群聚。

已群聚的電子注穿過輸出諧振腔的高頻間隙時，會在腔體上感應起與電子注密度調製相對應的高頻交變電流，並在腔內激勵起高頻場以及在輸出高頻間隙上形成高頻電壓，該電壓反過來又作用在電子註上，使電子注受到減速，從而交出動能，失去的能量交給了高頻場，使場得到放大。輸出腔離開輸入腔的距離應選擇得使電子注正好產生最強群聚，以獲得最有效的與高頻場的能量交換。交出能量後的電子注離開輸出諧振腔打上收集極，將剩餘能量轉變成熱能耗散在收集極上。

這就是速調管基於動態控制原理放大微波信號的物理過程。

動態與靜態控制的比較

從以上敘述中不難看出，速調管的動態控制與柵控電子管的靜態控制相比，其特點主要有以下幾點。

1、電子流的密度調製，不是如柵控電子管一樣直接在陰—柵空間完成，而是通過發生在輸入高頻間隙上的速度調製和漂移空間中電子群聚兩個過程完成的。

2、在柵控電子管中，電子流先在陰—柵空間完成密度調製，然後再在柵—陽空間對電子流進行加速；而在速調管中剛好相反，電子注先在電子槍中被陽極加速，然後再形成速度調製和密度調製。

3、在柵控電子管中，陰—柵迴路既起到由陰極產生電子流的作用，又起到用柵極控制電子流密度的作用，而柵—陽迴路既是放大信號的能量輸出迴路，又是手機完成能量交換後的電子迴路；在速調管中，則分別用電子槍（陰極、陽極）和輸入腔高頻間隙來承擔發射電子注和控制電子注速度的作用，用輸出腔和收集極來分別完成輸出放大的信號和收集作用完的電子的任務。