Κλυστρόνιο Τύββο: Τι είναι; (Τύποι και Εφαρμογές)

Τι είναι ένα κλύστρον

Ένα κλύστρον (επίσης γνωστό ως κλύστρον ανάδυσης ή ενισχυτής κλύστρον) είναι ένα βακουομπ λαμπίδιο που χρησιμοποιείται για την ταλάντωση και την ενίσχυση σημάτων μικροκυμάτων. Ανακαλύφθηκε από τους Αμερικανούς ηλεκτρολόγους Russell και Sigurd Varian.

Το κλύστρον χρησιμοποιεί την κινητική ενέργεια ενός ηλεκτρονικού πυρήνα. Γενικά, τα κλύστρον χαμηλής ισχύος χρησιμοποιούνται ως ταλαντωτές, ενώ τα κλύστρον υψηλής ισχύος χρησιμοποιούνται ως βακουομπ λαμπίδια εξόδου σε UHF.

Υπάρχουν δύο διαμορφώσεις για ένα κλύστρον χαμηλής ισχύος. Η μία είναι ένας ταλαντωτής μικροκυμάτων χαμηλής ισχύος (Reflex Klystron) και η δεύτερη είναι ένας ενισχυτής μικροκυμάτων χαμηλής ισχύος (Two Cavity Klystron ή Multi Cavity Klystron).

Τι είναι ένας ταλαντωτής Reflex Klystron

Πριν απαντήσουμε σε αυτή την ερώτηση, πρέπει να γνωρίζουμε πώς παράγονται οι ταλαντώσεις. Για να παραχθούν οι ταλαντώσεις, πρέπει να δοθεί θετική ανατροφοδότηση από την έξοδο στην είσοδο. Με την προϋπόθεση ότι η γωνιακή αύξηση είναι μοναδική.

Για ένα κλύστρον, οι ταλαντώσεις θα παραχθούν αν μέρος της έξοδου χρησιμοποιηθεί ως ανατροφοδότηση στην εισαγωγική καμπή και να διατηρηθεί η γωνιακή αύξηση μοναδική. Η φάση της διαδρομής ανατροφοδότησης είναι ένα κύκλο (2π) ή πολλαπλά κύκλα (πολλαπλά των 2π).

Κατασκευή Reflex Klystron

Ο ηλεκτρονικός πυρήνας εισάγεται από την κάθοδο. Στη συνέχεια, υπάρχει ένα ανώδον, γνωστό ως συγκεντρωτικό ανώδον ή επιταχυντικό ανώδον. Αυτό το ανώδον χρησιμοποιείται για να συμβολήσει τον ηλεκτρονικό πυρήνα. Το ανώδον είναι συνδεδεμένο με τη θετική ιδιότητα της πηγής DC.

Το reflex klystron έχει μόνο μία καμπή, η οποία είναι τοποθετημένη δίπλα στο ανώδον. Αυτή η καμπή λειτουργεί ως καμπή συγκέντρωσης για τα ηλεκτρόνια που κινούνται προς τα εμπρός και καμπή παραλαβής για τα ηλεκτρόνια που κινούνται προς τα πίσω.

Η ταχύτητα και το ρεύμα μοδουλοποιούνται στο χάσμα της καμπής. Το χάσμα είναι ίσο με την απόσταση 'd'.

Η πλάκα απωθητής είναι συνδεδεμένη με την αρνητική ιδιότητα της τάσης Vr.

Λειτουργική Αρχή Reflex Klystron

Το Reflex Klystron λειτουργεί με βάση την μοδουλοποίηση της ταχύτητας και του ρεύματος.

Ο ηλεκτρονικός πυρήνας εισάγεται από την κάθοδο. Ο ηλεκτρονικός πυρήνας διασχίζει το επιταχυντικό ανώδον. Τα ηλεκτρόνια κινούνται στον κανάλι με ομοιόμορφη ταχύτητα μέχρι να φτάσουν στην καμπή.

Η ταχύτητα των ηλεκτρονίων μοδουλοποιείται στο χάσμα της καμπής και αυτά τα ηλεκτρόνια προσπαθούν να φτάσουν στον απωθητή.

Ο απωθητής είναι συνδεδεμένος με την αρνητική ιδιότητα μιας πηγής τάσης. Επομένως, λόγω της ίδιας ιδιότητας, αντιστέκεται στη δύναμη των ηλεκτρονίων.

Η κινητική ενέργεια των ηλεκτρονίων μειώνεται στο χώρο του απωθητή και σε κάποιο σημείο θα είναι μηδέν. Μετά από αυτό, τα ηλεκτρόνια ανακλίνονται προς την καμπή. Και στην επιστροφή, όλα τα ηλεκτρόνια συγκεντρώνονται σε ένα σημείο.

Θα υπάρξει μοδουλοποίηση ρεύματος λόγω της συγκέντρωσης. Η ενέργεια των ηλεκτρονίων μετατρέπεται σε RF και το RF εξόδου λαμβάνεται από την καμπή. Για μέγιστη απόδοση του κλύστρον, η συγκέντρωση των ηλεκτρονίων πρέπει να συμβαίνει στο κέντρο του χάσματος της καμπής.

Πώς κινούνται τα ηλεκτρόνια στο κλύστρον

Από το ηλεκτρονικό πυραύλιο (κάθοδο), ο ηλεκτρονικός πυρήνας εισάγεται στον κανάλι. Αυτά τα ηλεκτρόνια κινούνται προς το ανώδον με ομοιόμορφη ταχύτητα. Στη συνέχεια, τα ηλεκτρόνια διασχίζουν το χάσμα της καμπής. Η ταχύτητα των ηλεκτρονίων μεταβάλλεται σύμφωνα με την τάση του χάσματος της καμπής.