Klistrona Tubo: Kio ĝi estas? (Specoj kaj Aplikoj)
Kio estas Klistrona Tubo?
Klistron (ankaŭ konata kiel Klistrona Tubo aŭ Klistrona Fortigilo) estas vakua tubo, uzata por oscili kaj fortigi mikroonda frekvenco signalojn. Ĝin inventis la amerikaj elektraj inĝenieroj Russell kaj Sigurd Varian.
Klistron uzas la kinetan energion de elektronika bendo. Ĝenerale, malpotentaj klistronoj estas uzataj kiel oscililoj, dum potencaj klistronoj estas uzataj kiel elputaj tuboj en UHF.
Ekzistas du konfiguroj por malpotenca klistron. Unu estas malpotenca mikroonda oscililo (Refleksa Klistrono) kaj la dua estas malpotenca mikroonda fortigilo (Du-kavita Klistrono aŭ Multikavita Klistrono).
Kio estas Refleksa Klistrona Oscililo?
Antaŭ ol respondi al tiu demando, ni devas scii kiel generi osciladojn. Por generi osciladojn, ni devas doni pozitivan retroalimentadon de la eligo al la enigo. Kun la limigo ke la cirkla gajno estas unueca.
Por klistrono, la osciladoj estos generitaj se parto de la eligo estas uzata kiel retroalimentado al la eniga kaveto kaj la cirkla gajno restas unueca. La fazŝanĝo de la retroalimentada vojo estas unu ciklo (2π) aŭ pluraj cikloj (pluraj de 2π).
Konstruo de Refleksa Klistrono
La elektronika bendo estas injektita de la katodo. Tiam ekzistas anodo, konata kiel fokusa anodo aŭ akcela anodo. Ĉi tiu anodo estas uzata por malpliigi la elektronikan bendon. La anodo estas konektita kun la pozitiva polaro de la DC-voltfonto.
La reflekta klistrono havas nur unu kaveton, kiu estas metita apud la anodon. Ĉi tiu kaveto funkcias kiel kolektora kaveto por antenmoveblaj elektronoj kaj kapto-kaveto por malantaŭmoveblaj elektronoj.
La rapido kaj kurenta modulado okazas en la kaveta interspaco. La interspaco egalas al la distanco ‘d’.
La repulsa plato estas konektita kun la negativa polaro de la volto fonto Vr.
Funkcioprinicipo de Refleksa Klistrono
Refleksa Klistrono funkcias laŭ la principo de rapidkaj kurenta modulado.
La elektronika bendo estas injektita de la katodo. La elektronika bendo pasas tra la akcela anodo. La elektrono moviĝas en la tubo kun uniforma rapido ĝis ĝi atingas la kaveton.
La rapido de elektronoj estas modulita en la kaveta interspaco kaj ĉi tiuj elektronoj provas atingi la repulsan platon.
La repula plato estas konektita kun la negativa polaro de voltfonto. Pro tio, ĝi kontraŭstaras la forton de elektronoj pro la sama polaro.
La kineta energio de elektronoj malkreskas en la repula spaco kaj je iu punkto ĝi estos nul. Poste, la elektrono tirigas reen al la kaveto. En la returna vojaĝo, ĉiuj elektronoj grupiĝas je unu punkto.
Estos kurenta modulado pro la grupoformado. La energio de elektronoj estas konvertita en RF-formo kaj la RF-eligo estas prenita de la kaveto. Por maksimuma efikeco de la klistrono, la grupoformado de elektronoj devas okazi en la centro de la kaveta interspaco.
Kiel elektronoj moviĝas en la klistrona tubo?
De la elektronika pistolo (katodo), la elektronika bendo estas injektita en la tubon. Ĉi tiuj elektronoj moviĝas al la anodo kun uniforma rapido. Tiam elektronoj pasas tra la kaveta interspaco. La rapido de elektronoj varias laŭ la volto de la kaveta interspaco.
Se la volto de la kaveta interspaco estas pozitiva, la elektrono estos akcelita, kaj se la volto de la kaveta interspaco estas negativa, la elektrono estos malakcelita. Se la volto estas nul, la rapido de elektronoj ne ŝanĝiĝos.
Kiam elektronoj lasas la kavetan interspacon, ĉiuj elektronoj havas malsamajn rapidojn kaj ĉi tiuj elektronoj vojaĝos en la repula spaco.
Ĉi tiuj elektronoj vojaĝos la distancon laŭ la rapido. Pli alta la rapido, pli longan distancon vojaĝos la elektrono, kaj pli malalta la rapido, pli mallongan distancon vojaĝos la elektrono en la repula spaco.
Ĉiuj tiuj elektronoj revenos al la kaveto kaj grupiĝos en la centro de la kaveta interspaco. La energio de elektronoj transdonita de la kaveto estas konata kiel la RF-eligo.
Pomo-grinda Diagramo
Pomo-grinda diagramo estas grafiko inter la distanco de la kaveta interspaco kaj la tempo prenita de la elektrono en la repula spaco.
Diferentaj elektronoj sekvas malsamajn vojojn depende de iliaj rapidoj. La rapido de elektronoj dependas de la volto de la kaveta interspaco.
Ni prenu ekzemplon de tri elektronoj. La referencan elektronon (e0) eniras la kavetan interspacon kiam la volto de la kaveta interspaco estas nul. Do, la rapido ne ŝanĝiĝos. Ĝi vojaĝas L0 distancon en la repula spaco kaj tirigas reen al la kaveto. Pro tio, ke la repula plato estas tre negativa, ĝi kontraŭstaras la kinetan energion de la elektrono.
