
根据所用的产生振荡的器件类型,微波振荡源可分为微波管振荡源和微波固态振荡源两大类。
1、微波管振荡源
微波管是以电子流为媒介,通过速度调制、密度调制和能量交换三个过程将直流能量转换为微波能量的装置。主要包括速调管、返波管(见行波管)、磁控管和回旋管,各以不同的方式来实现上述三个过程。
速调管振荡器主要包括反射速调管振荡器、双腔速调管振荡器、漂移速调管振荡器和分布作用速调管振荡器。反射速调管振荡器效率低、输出功率小,在很多场合已被固态振荡源所替代。
返波管振荡频率最高可达1000吉赫左右,电压调谐范围可达几个倍频程,但效率低、输出功率小,适合作小功率扫频振荡源。磁控管效率可达80%以上,脉冲输出功率达兆瓦级,连续波输出功率达千瓦级,它常用于大功率脉冲发射机或微波能加热应用的连续波振荡源。
当频率很高时,返波管和磁控管中微波结构的尺寸必须相应地减小,使制造工艺和功耗散热等发生困难,严重地限制了很高频率下的输出功率。
回旋管采用特殊的电子枪发射螺旋形电子流,并在光滑的波导管中和快波的横向高频场相互作用,形成速度(能量)调制,又由于相对论效应而转化为质量和回旋频率的调制,从而使电子流产生角向群聚式的密度调制。在一定条件下,可使群聚电子流的能量交给高频场使之放大或产生振荡。回旋管常采用高次模振荡的腔体,不存在尺寸缩小所引起的困难,因此,可以在毫米波以至亚毫米波波段产生几十到几百千瓦的功率,具有广阔的应用前景。
2、微波固态振荡源
用于产生微波振荡的半导体二极管主要有隧道二极管、电子转移器件和雪崩渡越时间二极管。它们均属负阻二极管,加直流偏置并以适当方式和传输线谐振回路连接,可将直流能量转化为高频能量。在负阻所提供的高频能量足以补偿回路中正电阻所消耗能量的条件下,就能产生振荡。最早出现的隧道二极管振荡器由于输出功率小、可靠性差,在其他固态振荡源出现以后已很少应用。