Klistron Tubu: Bu nədir? (Növləri və Tətbiqləri)

Klystron Tubu Nədir?

Klystron (məsələn, Klystron Tubu və ya Klystron Genişləndiricisi də adlandırılır) mikrodalga sinyallerini oskiləşdirmək və genişləndirmək üçün istifadə olunan vakuum tubudur. Bu cihaz Amerika elektrik mühəndisləri Russell və Sigurd Varian tərəfindən icad edilmişdir.

Klystron elektron çubuğun kinetiki enerjisindən istifadə edir. Ümumiyyətlə, aşağı quvvətli klystronlar oskilator kimi, amma yüksək quvvətli klystronlar isə UHF-nin çıxış tubusu kimi istifadə olunur.

Aşağı quvvətli klystron üçün iki konfiqurasiya mövcuddur. Birincisi aşağı quvvətli mikrodalga oskilator (Refleks Klystron) və ikincisi aşağı quvvətli mikrodalga geniştirici (İki Qovluq Klystron və ya Çox Qovluq Klystron).

Refleks Klystron Oskilator Nədir?

Bu suala cavab verənlərə qədər, biz oskilasyonların necə yarandığını bilməliyik. Oskilasyonları yaratmaq üçün, çıxışdan girişə pozitiv gerib qayıtma verməliyik. Bu zaman, dövrü dairəsinin magnitudu bir olmalıdır.

Klystron üçün, oskilasyonlar, çıxışın bir hissəsinin giriş qovluğu üçün gerib qayıtma kimi istifadə edildiyi və dövrü dairənin magnitudu bir olduğunda yaranır. Gerib qayıtma yolunun fazasının dəyişikliyi bir dövr (2π) və ya onun çoxluğu (2π-ın çoxluğu) olmalıdır.

Refleks Klystronun Quraşdırılması

Elektron çubuğu katoddan enjeksiya olunur. Sonra, fokus anodu adlanan anod var. Bu anod elektron çubuğunu daraltmaq üçün istifadə olunur. Anod DC volt cürnenin müsbət poluna bağlanır.

Refleks klystronda yalnız bir qovluq var, bu qovluq anodun yanına qoyulur. Bu qovluq, irəliləyən elektronlar üçün qruplaşdırıcı qovluq və arxa doğru hərəkət edən elektronlar üçün yığıcı qovluq kimi işləyir.

Sürət və akım modulyasiyası qovluq boşluğunun nöqtəsində baş verir. Bu boşluq 'd' məsafəsinə bərabərdir.

Tərəfləşdirici plaka Vr volt cürnünün mənfi polu ilə bağlıdır.

Refleks Klystronun İşləmə Prinsipi

Refleks Klystron sürət və akım modulyasiyası prinsipinə əsaslanır.

Elektron çubuğu katoddan enjeksiya olunur. Elektron çubuğu təzələnən anodun içindən keçir. Elektron tubda ümumi sürətlə hərəkət edir, qovluğa çatancaya qədər.

Elektronların sürəti qovluq boşluğunda modulyasiya olunur və bu elektronlar tərəfləşdirici plakanın yanına çatmağa çalışır.

Tərəfləşdirici plaka volt cürnünün mənfi polu ilə bağlıdır. Bu səbəbdən, eyni pol olan tərəfləşdirici plaka, elektronların gücünü qarşılayır.

Elektronların kinetiki enerjisi tərəfləşdirici plakanın sahəsində azalır və bir nöqtədə sıfır olur. Sonra, elektronlar qovluğa geri çəkilir. Qayıtma səfərində, bütün elektronlar bir nöqtədə toplanır.

Qruplaşmanın nəticəsində akım modulyasiya olunur. Elektronların enerjisi RF formasına çevrilir və RF çıxışı qovluqdan alınır. Klystronun ən yaxşı effektivliyi üçün, elektronların qruplaşması qovluq boşluğunun mərkəzində yer almalıdır.

Klystron Tubunda Elektronlar Nə Qadar Hərəkət Edirlər?

Elektron çubuğu (katod) elektron silahından tuba enjeksiya olunur. Bu elektronlar ümumi sürətlə anoda doğru hərəkət edirlər. Sonra elektronlar qovluq boşluğunun içindən keçir. Elektronların sürəti, qovluq boşluğunun voltuna görə dəyişir.

Əgər qovluq boşluğunun voltu müsbətdirsə, elektronlar təzələnəcək, əks halda, elektronlar yavaşalacaq. Volt sıfır olsa, elektronların sürəti dəyişməyəcək.

Elektronlar qovluq boşluğunun içindən çıxdıqdan sonra, hər bir elektron fərqli sürətlərə malik olur və bu elektronlar tərəfləşdirici plakanın sahəsində hərəkət edirlər.

Bu elektronlar sürətə görə fərqli məsafələr qət edirlər. Yüksək sürətli elektronlar daha böyük məsafə qət edəcək, amma aşağı sürətli elektronlar daha az məsafə qət edəcəkdir.

Bütün bu elektronlar qovluqa qayıdırlar və qovluq boşluğunun mərkəzində toplanırlar. Elektronların qovluqdan transfer edilən enerji RF çıxışı kimi tanınır.

Apel-Qapı Diagramı

Apel-qapı diagramı, qovluq boşluğunun məsafəsi və elektronların tərəfləşdirici plakanın sahəsində keçirdiyi vaxt arasındakı qrafikdir.

Fərqli elektronlar, sürətlərinə görə fərqli yollar izləyirlər. Elektronların sürəti, qovluq boşluğunun voltuna asılıdır.

Üç elektronun misalını götürək. Referans elektronu (e0) qovluq boşluğuna girdiyi zaman, qovluq boşluğunun voltu sıfırdır. Buna görə, sürəti dəyişməyəcəkdir. Tərəfləşdirici plakanın sahəsində L0 məsafəsini qət edir və qovluğa qayıdır. Tərəfləşdirici plakanın yüksək mənfi olması və elektronun kinetiki enerjisini qarşılamağı səbəbindən, elektron qayıdır.