根據(jù)所用的產(chǎn)生振蕩的器件類型,微波振蕩源可分為微波管振蕩源和微波固態(tài)振蕩源兩大類。
1、微波管振蕩源
微波管是以電子流為媒介,通過速度調(diào)制、密度調(diào)制和能量交換三個過程將直流能量轉(zhuǎn)換為微波能量的裝置。主要包括速調(diào)管、返波管(見行波管)、磁控管和回旋管,各以不同的方式來實現(xiàn)上述三個過程。
速調(diào)管振蕩器主要包括反射速調(diào)管振蕩器、雙腔速調(diào)管振蕩器、漂移速調(diào)管振蕩器和分布作用速調(diào)管振蕩器。反射速調(diào)管振蕩器效率低、輸出功率小,在很多場合已被固態(tài)振蕩源所替代。
返波管振蕩頻率最高可達1000吉赫左右,電壓調(diào)諧范圍可達幾個倍頻程,但效率低、輸出功率小,適合作小功率掃頻振蕩源。磁控管效率可達80%以上,脈沖輸出功率達兆瓦級,連續(xù)波輸出功率達千瓦級,它常用于大功率脈沖發(fā)射機或微波能加熱應用的連續(xù)波振蕩源。
當頻率很高時,返波管和磁控管中微波結(jié)構(gòu)的尺寸必須相應地減小,使制造工藝和功耗散熱等發(fā)生困難,嚴重地限制了很高頻率下的輸出功率。
回旋管采用特殊的電子槍發(fā)射螺旋形電子流,并在光滑的波導管中和快波的橫向高頻場相互作用,形成速度(能量)調(diào)制,又由于相對論效應而轉(zhuǎn)化為質(zhì)量和回旋頻率的調(diào)制,從而使電子流產(chǎn)生角向群聚式的密度調(diào)制。在一定條件下,可使群聚電子流的能量交給高頻場使之放大或產(chǎn)生振蕩;匦艹2捎酶叽文U袷幍那惑w,不存在尺寸縮小所引起的困難,因此,可以在毫米波以至亞毫米波波段產(chǎn)生幾十到幾百千瓦的功率,具有廣闊的應用前景。
2、微波固態(tài)振蕩源
用于產(chǎn)生微波振蕩的半導體二極管主要有隧道二極管、電子轉(zhuǎn)移器件和雪崩渡越時間二極管。它們均屬負阻二極管,加直流偏置并以適當方式和傳輸線諧振回路連接,可將直流能量轉(zhuǎn)化為高頻能量。在負阻所提供的高頻能量足以補償回路中正電阻所消耗能量的條件下,就能產(chǎn)生振蕩。最早出現(xiàn)的隧道二極管振蕩器由于輸出功率小、可靠性差,在其他固態(tài)振蕩源出現(xiàn)以后已很少應用。