Clistron

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Klystron de mare putere utilizat la Complexul de comunicații pentru spațiul profund Canberra .

Klystronul este un tub de vid cu fascicul liniar de electroni liberi .

Numele derivă din cuvântul grecesc κλύς ( klys ), care se referă la ruperea valurilor de pe plajă, asociată cu sufixul care indică natura electronică a dispozitivului.

Klystronul este folosit ca un oscilator și amplificator cu frecvență radio și cu microunde pentru a genera semnalul de putere redusă pentru receptoarele radar superheterodine și pentru a genera purtători de mare putere, atât pentru telecomunicații , cât și pentru a alimenta acceleratorii liniari de particule.

Comparativ cu magnetronul are caracteristica de a menține coerența semnalului amplificat, astfel încât semnalul de ieșire poate fi controlat exact în amplitudine, frecvență și fază .

Inventatorii klystronului sunt frații Russel și Sigurd Varian de la Universitatea Stanford . Prototipul lor a fost finalizat în august 1937, iar noutatea, publicată în 1939 , a avut o influență considerabilă asupra dezvoltării radarului în Regatul Unit și Statele Unite . Varians a fondat o firmă pentru a-și comercializa ideea.

Variante

Klystron cu două camere

În acest tip de clistron, un fascicul de electroni emiși de catodul unui pistol de electroni este injectat într-o cavitate rezonantă. Fasciculul de electroni este menținut focalizat de un câmp magnetic paralel și transferat printr-un tub de trecere (numit tub de drift) într-o a doua cavitate care conține anodul . În timp ce traversează tubul de derivare, fasciculul suferă o modulare a vitezei de către semnalul de intrare. La intrarea în a doua cavitate, modulația vitezei este transformată într-o modulație a densității, adică se formează pachete de electroni îngroșate. Aceste pachete, care intră în cavitate, induc formarea undelor staționare la aceeași frecvență ca și semnalul de intrare. Semnalul astfel produs, mult mai intens decât cel inițial, este preluat de cuplaje speciale.
Klystronul cu două camere poate fi ușor convertit într-un oscilator prin realizarea unui circuit de feedback de la ieșire la intrare. Această configurație este unul dintre generatoarele cu microunde cu cel mai mic zgomot electric și, din acest motiv, este adesea utilizată în radar pentru vizarea rachetelor .
Klystronul cu două camere produce în mod normal mai multă putere decât tipul SLR, de obicei în wați față de milliwați. De asemenea, deoarece nu există reflector, este necesară doar o singură alimentare de înaltă tensiune, dar această tensiune trebuie să fie ajustată la o valoare precisă pentru ca tubul să oscileze. Acest lucru depinde de faptul că formarea undei de densitate trebuie să aibă loc exact în vecinătatea intrării în a doua cavitate și, din moment ce această din urmă poziție este fixă, este necesar să se acționeze asupra câmpului electric și, prin urmare, asupra vitezei de electronii. Prin urmare, nu este posibil să se efectueze o modulație de frecvență.

Klystron reflex

În varianta reflexă, fasciculul de electroni este conținut într-o singură cavitate metalică rezonantă. Electronii sunt trimiși la un capăt al tubului de către pistolul cu electroni și după ce au trecut prin cavitatea rezonantă sunt reflectați înapoi de un electrod potențial negativ pentru a re-traversa cavitatea, unde sunt apoi colectați. Modulația vitezei are loc în timpul primului pasaj, în timp ce undele de densitate se formează în spațiul de derivare dintre cavitate și reflector.
Potențialul reflectorului trebuie să fie reglat corespunzător pentru a asigura revenirea maximă a electronilor și, prin urmare, transferul maxim de energie către undele electromagnetice produse. Prin variația ușoară a potențialului există o reducere a puterii de ieșire, dar se obține și o variație a frecvenței. Acest fenomen este exploatat pentru a regla automat frecvența în receptoare și pentru modularea frecvenței în emițătoare. Nivelul de modulare a frecvenței este suficient de scăzut pentru a garanta o putere de ieșire aproape constantă. Dacă potențialul reflectorului se abate prea mult de la valoarea optimă, oscilațiile încetează cu totul. Există mai multe regiuni de potențial în care tubul este capabil să oscileze, numite moduri . Intervalul de variație a frecvenței este, în general, definit pentru zona în care puterea rămâne peste jumătate din valoarea maximă.
În multe aplicații, reflexul klystron a fost înlocuit cu dispozitive semiconductoare .

Klystron multicavity

În clistronul cu mai multe cavități, mai multe cavități toroidale rezonante înconjoară tubul acceleratorului.

Deriva plutitoare Klystron

Acest klistron are o singură cameră cilindrică care conține un tub izolat electric în centru ( plutind în acest context înseamnă suspendat ). Din punct de vedere electric, sistemul se comportă ca clistronul cu două cavități. Electronii sunt modulați în viteză prin tubul de derivare și ies organizați în unde de densitate, transferând puterea în cavitatea de oscilație.

Avantajul acestei configurații în comparație cu sistemul cu cameră dublă este de a avea un singur element care să fie acordat la frecvența de lucru. Tubul de derivare este izolat de pereții cavității și potențialul aplicat este independent de restul tubului. Acest lucru vă permite să reglați parțial viteza electronilor și, prin urmare, frecvența oscilației. Cantitatea de variație este limitată și este utilizată în general pentru modularea frecvenței.

Aplicații

Amplificatoarele Klystron sunt folosite pentru a genera unde radio de înaltă frecvență, VHF, UHF și EHF, unde este necesară o putere mare, mai mare decât cea care poate fi obținută cu dispozitivele în stare solidă. Exemple de aplicații sunt radarul , sateliții de telecomunicații , difuzarea televiziunii și fizica (acceleratoare și reactoare experimentale).

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tezaur BNCF 44701 · LCCN (EN) sh85072664 · BNF (FR) cb11982515d (data)
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Klystron&oldid=112346005 ”