Пролетные эффекты при автоэлектронной и взрывной эмиссии в быстропеременных электрических полях

Исследуется энергетическое распределение электронов, эмиттируемых ненакаливаемыми катодами, в том случае, когда источник электронов расположен непосредственно в СВЧ резонаторе и эмиссия обусловлена сильными быстропеременными электрическими полями. Показано, что характер кривых распределения в первую очередь определяется фазой пролета электронов $\alpha$, эмиттированных в момент достижения максимума поля на катоде. При ${\alpha<\pi/2}$ вид функции распределения $f(\varepsilon)$ мало отличается от вида $f(\varepsilon)$ при отсутствии пролетных эффектов. При ${\alpha>\pi/2}$ вид $f(\varepsilon)$ резко меняется: возникают дополнительные пики на кривой $f(\varepsilon)$ при энергиях, значительно меньших максимальной. При $\alpha\geqslant\pi$ возможно возникновение пика с энергиями электронов ${\varepsilon\approx0}$. Проведено экспериментальное исследование кривых задержки при автоэлектронной эмиссии в СВЧ поле, которое подтвердило результаты расчетов. Показано, что при взрывной эмиссии в СВЧ поле пролетные эффекты влияют на спектр пучка аналогично тому, как они влияют на спектр в случае автоэмиссии. Показано, что пролетные эффекты могут резко понизить КПД СВЧ приборов с ненакаливаемыми катодами. Так, требование максимального КПД уменьшает максимальную выходную мощность СВЧ преобразователя с автоэмиссионным катодом до 500 Вт.