Техника - молодёжи 1948-09, страница 13

Контуры длинноволновых радиостанций состоят из больших индуктивных катушек и конденсаторов. Уменьшение длины волны требует уменьшения индуктивности и емкости контура. Поэтому размеры конденсатора и число витков катушки становятся все меньше и меньше. А на очень коротких волнах —- дециметровых и сантиметровых — обычный контур уже не применим. В этом случае в качестве контура служит отрезок концентрической. резонансной линии, или полый резонатор. Параллельно с изменением контура при переходе на сверхвысокие частоты шло изменение радиолампы. На рисунках: 1) генераторная длинноволновая лампа <гГД-ЮО», 2) генераторная коротковолновая лампа^мГК-20», 3) миниатюрная радиолампа «Жолудь», 4) лампа с плоскими дисковыми впаями. Под каждым контуром указаны примерные длины волн, в диапазоне которых он применяется (Ъ — длина волны).

Для наиболее коротких волн, длиной в несколько сантиметров, был создан колебательный контур совершенно нового типа — полый резонатор. Советский ученый М. С. Нейман одним из первых «разработал такой тип контура.

Это небольшое полое тело с металлическими стенками, имеющее форму шара, цилиндра или тороида. Такое геометрическое тело обладает замечательным свойством: внутри его могут совершаться электромагнитные колебания очень высокой частоты. Так как эти колебания происходят в замкнутой металлической полости, энергия колебаний не излучается в окружающее пространство и не расходуется бесполезно. Потери же внутри самого «контура» ничтожны. Поэтому он является 'Прекрасным резонатором: на резонансной частоте в ием< чрезвычайно легко возбуждаются сильные колебания. Эта частота зависит от размеров и формы полости. Для настройки служит винт, который одним концом входит в полость резонатора. Поворачивая винт, можно менять размеры полости, а это влечет за собой изменение резонансной частоты.

Электроны запаздывают

Переход на ультракороткие волны показал, что обыкновенные радиолампы тоже не подходят для работы в этом диапазоне — особенно в области самых коротких волн. И кто бы мог подумать, что повинна здесь инерция электронов — инерция тех частиц материи, подвижность которых приводила раньше физиков в восторг.

На сравнительно длинных волнах, когда период колебаний достаточно продолжителен, инерция электронов совершенно не заметна: на полет через безвоздушное пространство лампы они затрачивают очень малую долю периода, и поэтому работа лампы нисколько не нарушается. Изменения анодного тока следуют за всеми изменениями напряжения на сетке лампы.

При укорочении волны возрастает частота колебаний, а продолжительность периода сокращается до миллиардных и десятимиллиардных долей секунды. Напряжение на сетке так быстро меняется, что начинает сказываться инерция электронов: они уже

Сбоку изображена схема простейшего магнетрона. В кружках показаны пути движения электронов от катода к аноду: I) электроны не подвергаются действию магнитного поля и летят на анод по радиусам; 2) пути движения электронов искривляются слабым магнитным полем; 3) под действием магнитного поля электроны поворачивают обратно у самой поверхности анодам 4) полет электронов под действием

сильного магнитного поля. Внизу показан разрез одного из современных типов магнетрона. Справа указаны вводы накала магнетрона, в самом центре — катод„ окруженный массивным металлическим телом анода, в котором вырезано 8 продольных цилиндрических отверстий, играющих роль полых резонаторов. Слева изображен виток провода, который служит для вывода электромагнитных колебаний.

не успевают следовать за этими изме нениями и на анод попадают с опозданием. Вследствие этого подача энергии в контур, подключенный к лампе, происходит не в такт с колебаниями в контуре, лампа не может поддерживать колебаний и схема перестает работать.

Чтобы не допустить срыва колебаний, нужно сократить время пробега электронов от катода к аноду, поэтому конструкторы стали сближать электроды лампы. Но это ведет к увеличению ьеждуэлектродной емкости, которая, как мы знаем, не позволяет укорачивать длину волны. Для устранения нежелательного увеличения внутрилам-повой емкости пришлось уменьшать размеры электродов, хотя это и снижает мощность колебаний, создаваемых лампой.

Так уменьшались размеры радиолампы и менялись -ее внутреннее устройство и внешний облик.

Советский изобретатель Н. Д. Девят-ков сконструировал лампу, работавшую на всем диапазоне дециметровых волн. М. Т. Грехова разработала радиолампу, которая создавала колебания на волне 30—33 см. Была создана миниатюрная лампа, напоминающая жолудь. Она не имеет цоколя, выводы ее сделаны в виде коротких проволок, впаянных в стекло баллона. Эта лампа создает колебания очень небольшой мощности, но зато может работать на волнах длиной до 25 см.

Появились и другие типы ламп, которые по конструкции резко отличаются от обычных. Электроды их имеют не цилиндрическую, а плоскую форму,