Прылада звышвысокай частаты

Прылада звышвысокай частаты — электронная або квантавая прылада, прызначаная для ўзмацнення, генерацыі і ператварэння частаты электрамагнітных ваганняў у звышвысокачастотным (ЗВЧ) дыяпазоне (300 МГц — 300 Ггц).

У электронных прыладах ЗВЧ энергія свабодных электронаў ператвараецца, пад уздзеяннем вонкавай крыніцы сілкавання, у энергію электрамагнітнага поля. У квантавых прыладах ЗВЧ у энергію электрамагнітнага поля ператвараецца ўнутраная энергія атамаў (іонаў, малекулаў), а электроны, якія ўдзельнічаюць у працэсе, застаюцца звязанымі са сваімі атамамі.

Да асноўных параметраў прыладаў ЗВЧ звычайна адносяцца: для ўзмацняльнікаў — каэфіцыент узмацнення, выхадная магутнасць, ККД, паласа прапускання, шумавыя характарыстыкі; для генератараў — выхадная магутнасць, ККД, дыяпазон перастройкі, характарыстыкі стабільнасці.

Канструкцыя

Электронна-вакуумныя прылады ЗВЧ маюць важныя адрозненні ад нізка- і высокачастотных, а менавіта: інакш, як на ніжэйшых частотах, актыўныя прылады ўтвараюць адно цэлае з далучанымі вагальнымі сістэмамі, а па-другое, тут часта ўжываецца не электрастатычны, а дынамічны спосаб кіравання электронным патокам. Важнымі абмежавальнымі фактарамі пры канструяванні такіх прылад з’яўляюцца інерцыя электронаў і ўплыў міжэлектродных ёмістасцяў і індуктыўнасцяў уводаў.

Класіфікацыя

Паводле прынцыпу дзеяння (узаемадзеяння ЭМ поля і электроннага патоку), электронныя прылады ЗВЧ падзяляюцца на:

1. Паўправадніковыя
   1. Транзістары
      1. Біпалярныя
      2. Палярныя
   2. Дыёды
      1. Тунельныя
      2. Лавінна-пралётныя
      3. Гана
2. Вакуумныя
   1. З электрастатычным кіраваннем
      1. Трыёды
      2. Тэтроды
   2. З дынамічным кіраваннем
      1. Гіратроны
      2. Тыпу О
         1. Клістроны
            1. Адбівальныя
            2. Пралётныя
               1. Твістроны
         2. Лямпы бягучай хвалі тыпу О
            1. Твістроны
         3. Лямпы адваротнай хвалі тыпу О
      3. Тыпу М
         1. Магнетроны
            1. Мітроны
            2. Плацінатроны
         2. Лямпы бягучай хвалі тыпу М
         3. Лямпы адваротнай хвалі тыпу М

Дадаткова выдзяляюцца прылады з кароткатрывалым (перарывістым) і доўгатрывалым (сталым) узаемадзеяннем з электронным патокам. Да першых адносяцца клістроны, да другіх — лямпы бягучай і адваротнай хвалі (М і О) і магнетроны.

Гісторыя

Пачаткова распрацоўка прыладаў ЗВЧ вялася шляхам удасканалення звычайных электронных лямпаў (з электрастатычным кіраваннем электронным патокам). Але магчымасці гэтага шляху былі абмежаванымі, таму што ў дыяпазоне ЗВЧ, па-першае, пагаршаюцца параметры традыцыйных вагальных контураў, а па-другое, час міжэлектроднага пралёту свабодных электронаў робіцца сувымерным з перыядам ваганняў.

Новы этап развіцця вакуумных прыладаў ЗВЧ пачаўся з ідэі Д. А. Ражанскага аб дынамічным кіраванні электронным патокам. У 1940-я — пач. 1950-х гадоў былі створаныя такія прынцыпіяльна новыя прылады, якія складаюць аснову вакуумнай электронікі ЗВЧ, як пралётны клістрон, адбівальны клістрон, шматрэзанатарны клістрон, лямпы бягучай і адваротнай хвалі і інш.

Паўправадніковыя прылады доўгі час ужываліся толькі на малых магутнасцях і нізкіх частотах. Большыя магутнасці і ЗВЧ дыяпазон пачалі асвойвацца толькі пад 1960-я гады. У канцы 1950-х — пач. 1960-х былі створаныя новыя тыпы паўправадніковых прыладаў: тунельны дыёд, лавінна-пралётны дыёд, дыёд Гана, звышвысокачастотныя адмены біпалярных і палярных транзістараў.

Ідэя квантавых прыладаў ЗВЧ вядомая з 1940, але першы дзейны генератар на малекулярным снапе быў збудаваны ў 1954.