Генераторная лампа

ГЕНЕРАТОРНАЯ ЛАМПА, электронная лампа (триод, тетрод и др.), предназначенная для преобразования энергии источника постоянного или переменного тока в энергию электромагнитных колебаний ВЧ (до 10 ГГц). Генераторные лампы применяют главным образом в радиопередатчиках различного назначения (в том числе в радиолокации), ускорителях заряженных частиц, установках индукционного нагрева, измерительных приборах и др. Генераторные лампы различают: по роду работы (непрерывного действия и импульсные), уровню мощности рассеяния анодом (малой мощности - до 50 Вт, средней мощности - до 5 кВт, мощные - до 200 кВт и сверхмощные - свыше 200 кВт), диапазону рабочих частот (КВ - для частот до 30 МГц, УКВ - до 300 МГц, СВЧ - свыше 300 МГц), материалу баллона (стеклянные, металлостеклянные, металлокерамические; рисунок 1), способу подогрева катода (прямого и косвенного накала), типу охлаждения анода (с естественным и принудительным охлаждением). Наиболее распространённая генераторная лампа для частот до 1 ГГц - металлокерамический лучевой тетрод (с электронным потоком в виде совокупности ленточных, слабо расходящихся лучей), с принудительным охлаждением наружного анода, приспособленный к непосредственному включению в колебательные системы типа объёмных резонаторов или длинных линий; для частот свыше 1 ГГц - триод. Конструктивное оформление генераторной лампы определяется главным образом уровнем генерируемой мощности и рабочим диапазоном частот. В генераторной лампе мощностью до нескольких киловатт на частотах до 1 ГГц обычно используются цилиндрические электроды - термоэлектронный катод косвенного накала (оксидный или губчатый), сетки из молибдена с антиэмиссионным покрытием и анод из меди; в СВЧ-триодах малой и средней мощности – плоские электроды (оксидный или металлопористый катод, мелкоструктурная сетка из тугоплавкого металла и медный анод). Мощные и сверхмощные генераторные лампы СВЧ, как правило, имеют ячейковую систему электродов - прямонакальный катод, состоящий из плоских стержней в медных охлаждаемых рамках, на которых закреплены витки сетки (рис. 2).

Впервые электронную лампу (триод) для генерации ВЧ-колебаний применил немецкий учёный А. Мейснер в 1913 году. Первые образцы маломощных генераторных триодов с естественным охлаждением (стеклянные генераторные лампы) разработаны в середине 1910-х годов (в России - Н. Д. Папалекси и В. И. Волынкиным). В 1919 году М. А. Бонч-Бруевичем созданы первые мощные генераторные лампы с водяным охлаждением (металлостеклянные генераторные лампы); в начале 1920-х годов в СССР налажено массовое промышленное производство мощных (до 100 кВт) генераторных ламп, предназначенных для работы на частотах до нескольких мегагерц, а также стеклянных КВ и УКВ генераторных ламп средней мощности с естественным охлаждением. Освоение диапазона СВЧ в 1930-40-х годах привело к созданию генераторных металлостеклянных триодов с плоскими электродами (Н. Д. Девятков, Е. Н. Данильцев и др.) и металлокерамических триодов (в СССР - работы П. Н. Андреева). В результате совершенствования генераторных ламп в 1960-70-х годах выпущены КВ и УКВ генераторные лампы с эффективным решётчатым катодом и металлокерамической оболочкой, что позволило повысить мощность ламп до 500 кВт в непрерывном режиме и до 10 МВт - в импульсном; разработаны также сверхмощные СВЧ генераторные лампы с ячейковой системой электродов (так называемые эндотроны). Основные достоинства ВЧ и СВЧ генераторных ламп по сравнению с полупроводниковыми приборами - высокая радиационная стойкость, способность работать при высоких температурах окружающей среды; недостатки - относительно малый срок службы и трудность применения в интегральных устройствах.

Лит.: Батушев В. А. Электронные приборы. 2-е изд. М., 1980; Кукарин С. В. Электронные СВЧ приборы. 2-е изд. М., 1981.