На радиотрансляционных узлах и передающих вещательных станциях применяются мощные генераторные радиолампы высотой почти в человеческий рост (рис. 16). На их анодах выделяется такая огромная мощность, что нужно применять водяное охлаждение.
Но если обычные триоды, пентоды и т. д. в процессе усовершенствования сохранили все свои особенности и свойства, то с переходом на все более короткие волны потребовались лампы принципиально нового типа.
Мы говорили, что при усилении длинных, средних и коротких волн электронную лампу можно было считать безынерционным прибором. Она мгновенно реагирует на все изменения тока, как бы часто они ни происходили.
Рис. 16. Современная мощная генераторная лампа с водяным охлаждением.
Время пролета электронов от катода до сетки гораздо меньше, чем период применяемых частот. По сравнению со скоростью электрона частота даже коротких волн — это медленный процесс.
С освоением УКВ положение изменилось. На огромных частотах, соответствующих волнам диапазона УКВ, временем пролета электронов в лампе пренебрегать стало нельзя. Так, при волне в 1 м (300 тыс. кгц) время пролета электрона до сетки (0,003 микросекунды) становится равным периоду колебания, а при волне в 10 см — уже в 10 раз больше него. Значит, электрон, вылетевший из катода в тот момент, когда сетка была заряжена положительно, перестанет испытывать ее притяжение, еще не долетев до сетки. Мало того, сетка оттолкнет его, так как напряжение на ней уже успеет переменить свой знак.
Конструкторы стали уменьшать расстояние между электродами, размеры ножек ламп и других соединительных элементов. Так появились лампы типа «желудь», в которых расстояние между электродами сокращено до предела
Рис. 17. Радиолампа «желудь» рядом с обычной спичкой.
Рис. 18. «Маячковая» радиолампа:
(рис. 17). В результате конструктивных улучшений «желуди» эффективно работают на волнах до 1 м.
Для волн 10—20 см пришлось создать уже совсем необычные — «маячковые» лампы (рис. 18). Выводы катода, сетки и анода сделаны здесь в виде дисков и проходят прямо через стекло баллона наружу: через штырьки в цоколе подводится только напряжение накала.
Но «желуди» и даже «маячковые» лампы непригодны для волн в 2—3 см. Пришлось сконструировать лампу с принципиально новым способом управления электронным потоком.
Первая лампа этого типа — магнетрон (рис. 19). У нее всего два электрода — катод и анод, на анод подается напряжение в несколько тысяч вольт. Сетки у магнетрона нет, но зато в нем есть мощный постоянный магнит. Он расположен так, что силовые линии создаваемого им поля направлены параллельно катоду.
Магнитное поле искривляет путь движущихся в нем электронов, если они летят перпендикулярно его силовым линиям. Подбирая соответствующее магнитное поле и напряжение на аноде, можно заставить электроны двигаться круговым потоком у самой поверхности анода.
Круглый цилиндр катода окружен массивным анодом. Электроны, вылетающие из катода, отклоняются полем магнита и пополняют электронный поток, отдающий свою энергию на поддержание высокочастотных колебаний.
Магнетрон сам генерирует эти колебания; ему не нужен, как триоду, контур с проволочной катушкой связи. Его
Рис. 19. Схема магнетрона.
235