1. Рівняння руху електрона в е/м полі, час та кут прольоту електрона.

, m=const – для НВЧ

Швидкість електрона в кожній точці визначається значенням напруженості електричного поля в цій точці:

Якщо електрон рухається в полі НВЧ, то потрібно враховувати зміну електричного і магнітного полів:

в ел. полі:

Рівняння руху :

Час прольонту:

Кут прольоту: , -зміна фази напруги

Магнітне поле не впливає на швидкість заряду, а лишу змінює його напрям руху. Сила, з якою діє магнітне поле на електрон:

2. Конвекційний та наведений струми. Теорема Шоклі-Рамо.

Теорема Шоклі-Рамо

Нехай у просторі є n провідників, форма і взаємне розташування яких відомо і які вважаються заземленими. Нехай між ними рухається точковий зарядeзі швидкістю, малою у порівнянні зі швидкістю світла, так що можна знехтувати часом розповсюдження хвиль крізь с-му і розраховувати поле в кожній точці на основі чисто ел-статичних міркувань.

Т оді, позначивши як q_kмиттєве значення заряду, наведеного на k-му провіднику зарядом е в момент часу t, знайдемо для току і_k , підтікаючого ззовні до цього провідника в результаті руху заряду е: , де , в свою чергу - потенціал в точці М, в якій в даний момент часу знаходиться заряд е.

Конвекційний та наведений струми

При русі від одного електрода до іншого, заряди наводять поверхневий заряд на цих електродах. При чому, на початку прольоту поверхневий заряд буде наводитися на К, по мірі приближення зарядів на А, заряди будуть перетікати з К на А, створюючи наведений струм.По суті, це струм що з’єднує електроди

;

В середині шару електронів струм представлений у вигляді конвекційного струму.

3. Електростатичний та динамічний методи модуляції електронного пучка.

Коливальне електромагнітне поле може існувати (не загасаючи) у коливальній системі (коливальному LC-контурі чи резонаторі), якщо поповнювати запас енергії від джерела живленя. А енергія від джерела живлення в коливальну систему передається електричними зарядами, що рухаються, зокрема, електронами. Ця задача вирішується двома методами.

Перший метод (рис 1). Між джерелом енергії (ДЕ) і коливальною системою (КС) міститься керуючий пристрій (КП), що періодично перериває потік електричних зарядів у такт зі зміною частоти електромагнітного поля. КП – лампа, транзистор, діод запирається (розмикається) чи відпирається (замикається) змінною електричною напругою, що знімається або з коливальної системи (в автогенераторах), або поданою від зовнішнього генератора (підсилювачі потужності). У результаті змінюється щільність електронного потоку, що живить електромагнітне поле. Такий спосіб одержав назву “статичне керування електронним потоком” і застосовується в частотному діапазоні до 300 Мгц. Однак з ростом частоти (f > 300 МГц) КП втрачають свої частотні й енергетичні характеристики.

Другий метод. Коливальну систему і пристрій керування поєднують як єдине ціле, через яке пропускають електронний потік. В результаті взаємодії електронів з полем НВЧ змінються їхня швидкість руху, що надалі приводить до зміни щільності потоку електронів (утворяться згустки і розрідження), що призводить до передачі своєї енергії полю, підтримуючи незатухаючі електромагнітні коливання НВЧ. Такий метод одержав назву “динамічне керування електронним потоком” (ДКЕП).

Цей метод застосовується в приладах НВЧ і буде розглядатися досить докладно у всіх типах підсилювачів і автогенераторах НВЧ Квантові генератори відрізняються від електронних тим, що в них електрони знаходяться не у вільному стані, а зв'язані в атомах, іонах чи молекулах. І генерування енергії засноване на здатності часток речовини (електронів, іонів, атомів і молекул) виділяти порції електромагнітної енергії (кванти енергії) при переході цих часток зі збудженого (верхнього) у незбуджений (нижній) енергетичний стан.

Генератори на твердотільних приладах, діодні генератори, – виділені в окремий клас генераторів НВЧ на діодах з негативним опором, використовують статичне керування електронним потоком і мають свої особливості в залежності від типу генераторного приладу.