Tubo sa Klystron: Ano ito? (Mga Uri ug Paggamit)

Unsa ang Klystron Tube?

Ang Klystron (kasagaran gisulti usab isip Klystron Tube o Klystron Amplifier) mao ang usa ka vacuum tube nga gigamit aron makapulbad ug mapalig-on ang mga microwave frequency signals. Giinvent niini ang American electrical engineers Russell ug Sigurd Varian.

Ang klystron naggamit sa kinetic energy sa electron beam. Kasagaran, ang low-power klystrons gigamit isip oscillators ug ang high-power klystrons gigamit isip output tubes sa UHF.

Adunay duha ka configuration alang sa low-powered klystron. Ang una mao ang low-power microwave oscillator (Reflex Klystron) ug ang ikaduha mao ang low-power microwave amplifier (Two Cavity Klystron o Multi Cavity Klystron).

Unsa ang Reflex Klystron Oscillator?

Bago nato masagot kini nga pangutana, kita kailangan mosabot kon unsa ang pag-generate sa oscillations. Aron mogenerate og oscillations, kita kailangan mobati og positive feedback gikan sa output ngadto sa input. Bisan na ang loop gain adunay unity.

Sa klystron, ang oscillations mogenerate kon bahin sa output gibati isip feedback sa input cavity ug magpadayon ang loop gain magnitude unity. Ang phase shift sa feedback path mao ang usa ka cycle (2π) o multiple cycles (multiple of 2π).

Pagtukod sa Reflex Klystron

Ang electron beam gipasok gikan sa cathode. Pagkatapos, adunay anode, gisulti isip focusing anode o accelerating anode. Kini nga anode gigamit aron mapasyo ang electron beam. Ang anode gibati sa positive polarity sa DC voltage source.

Ang reflex klystron adunay usa ra ka cavity, nga gipasok sa tabi sa anode. Kini nga cavity nagtrabaho isip buncher cavity alang sa forward-moving electrons ug catcher cavity alang sa backward moving electrons.

Ang velocity ug current modulation mogahin sa cavity gap. Ang gap sama sa distance ‘d’.

Ang repeller plate gibati sa negative polarity sa voltage source Vr.

Prinsipyong Nagtrabaho sa Reflex Klystron

Ang Reflex Klystron nagtrabaho batasan sa velocity ug current modulation.

Ang electron beam gipasok gikan sa cathode. Ang electron beam mopasar sa accelerating anode. Ang electron molihok sa tube uban sa uniform velocity hangtod maabot ang cavity.

Ang velocity sa electrons mogahin sa cavity gap ug kini nga mga electrons mopugos sa repeller.

Ang repeller gibati sa negative polarity sa voltage source. Busa, tungod sa parehas nga polarity, imong opisyal ang force sa electrons.

Ang kinetic energy sa electrons mogahin sa repeller space ug sa usa ka punto, mahimong zero. Pagkatapos, ang electron mopuli sa cavity. Ug sa pagbalik, tanang electrons mohimo og bunch sa usa ka punto.

Adunay current modulation tungod sa bunch formation. Ang energy sa electrons gipakita isip RF ug ang RF output gitray sa cavity. Aron mas sayon ang efficiency sa klystron, ang bunching sa electron kinahanglan magpadayon sa center sa cavity gap.

Kung asa molihok ang electrons sa klystron tube?

Gikan sa electron gun (cathode), ang electron beam gipasok sa tube. Kini nga mga electrons molihok sa anode uban sa uniform velocity. Pagkatapos, ang electrons mopasar sa cavity gap. Ang velocity sa electrons mogahin batasan sa cavity gap voltage.

Kon ang cavity gap voltage adunay positive, ang electron mogahin ug kon ang cavity gap voltage adunay negative, ang electron mogahin. Kon ang voltage adunay zero, ang velocity sa electrons wala mogahin.

Pagkatapos ang electrons mogahin gikan sa cavity gap, tanang electrons adunay lain-laing velocities ug kini nga mga electrons mopasar sa repeller space.

Kini nga mga electrons molihok sa distance batasan sa velocity. Mas taas ang velocity, mas dako ang distance ang electron mogahin ug mas bataas ang velocity, mas gamay ang distance ang electron mogahin sa repeller space.

Tanang electrons mopuli sa cavity ug mohimo og bunch sa center sa cavity gap. Ang energy sa electrons gipakita gikan sa cavity gitray isip RF output.

Apple-gate Diagram

Ang Apple-gate diagram mao ang graph tali sa distance gikan sa cavity gap ug ang oras gisagol sa electron sa repeller space.

Ang lain-laing electrons molihok sa lain-laing paths batasan sa ilang velocities. Ang velocity sa electrons depende sa cavity gap voltage.

Hayaan nato ang example sa tulo ka electrons. Ang reference electron (e0) moenter sa cavity gap kon ang cavity gap voltage adunay zero. Busa, ang velocity wala mogahin. Ilihon nia ang L0 distance sa repeller space ug mopuli sa cavity. Tungod kay ang repeller plate adunay dako kaayo nga negative ug iyang opisyal ang kinetic energy sa electron.

Ang electron moenter sa e0, kini nga electron gisulti isip