Klistron tüüp: Mida see on? (Tüübid ja rakendused)

Mis on Klystroni Tuba?

Klystron (tuntud ka kui Klystroni Tuba või Klystroni Tugevdamine) on vakuumirööp, mis kasutatakse mikrokiirguslõikude sündmises ja tugevdamisel. Selle leiutasid Ameerika elektriteadlased Russell ja Sigurd Varian.

Klystron kasutab elektronide kiirendusest saadud kineetilist energiat. Üldiselt kasutatakse madalte võimsusega klystrone oskillaatoritena ja kõrgete võimsusega klystrone UHF-valdkonnas väljundrööpitena.

Madalate võimsusega klystronidel on kaks konfiguratsiooni. Üks on madalvõimsusega mikrokiirgusoskillaator (Refleksi Klystron) ja teine on madalvõimsusega mikrokiirgustugevdamine (Kaks Ruumi Klystron või Mitme Ruumi Klystron).

Mis on Refleksi Klystron Oskillaator?

Enne seda küsimust vastamist peame teadma, kuidas tekivad oskilleerimised. Oskilleerimiste tekitamiseks peame andma positiivset tagasisidet väljundist sisendisse. Olenevalt sellest, et sükliline tugevus on ühtlane.

Klystroni puhul tekivad oskilleerimised siis, kui osa väljundist kasutatakse tagasisidena sisendruumi ja hoidetakse süklilise tugevuse suurus ühtlaseks. Tagasiside tee faasisuurus on üks tsükkel (2π) või mitu tsüklit (mitu 2π).

Refleksi Klystroni Ehitus

Elektronide kiiruse injektitakse katodist. Seejärel on anood, mida nimetatakse fokuseerimise anoodiks või kiirendamise anoodiks. See anood kasutatakse elektronide kiiruse kitsendamiseks. Anood on ühendatud DC-vooluallikaga positiivsel polaaruses.

Refleksi klystronil on ainult üks ruum, mis asub anoodi kõrval. See ruum töötab nii edasi liiguvate elektronide kui ka tagasi liiguvate elektronide gruppeerimiseks.

Kiirus ja voolu modulatsioon toimub ruumivahega. Vahe on võrdne kaugusega 'd'.

Tagasihoidja plaat on ühendatud spänningu allikaga Vr negatiivsel polaaruses.

Refleksi Klystroni Tööprintsiip

Refleksi Klystron töötab kiiruse ja voolu modulatsiooni printsiibil.

Elektronide kiiruse injektitakse katodist. Elektronide kiiruse läbib kiirendamise anoodi. Elektron liigub tübis ühtlasel kiirusel, kuni see jõuab ruumini.

Elektronide kiirus moduleeritakse ruumivahega ja need elektronid püüavad jõuda tagasihoidja juurde.

Tagasihoidja on ühendatud spänninguallikaga negatiivsel polaaruses. Seega, sama polaaruse tõttu seletab see elektronide jõud.

Elektronide kineetiline energia väheneb tagasihoidja ruumis ja mingil hetkel on see null. Pärast seda tõmbatakse elektronid tagasi ruumi. Ja tagasipöördumisel grupeeritakse kõik elektronid ühes punktis.

Grupi moodustumise tõttu tekib voolu modulatsioon. Elektronide energia teisendatakse RF-s ja RF-väljund võetakse ruumist. Klystroni maksimaalseks efektiivsuseks peab elektronide gruppimine toimuma ruumivahe keskel.

Kuidas liiguvad elektronid klystroni tübis?

Elektronide kiiruse injektitakse tübi (katodist). Need elektronid liiguvad anoodi poole ühtlasel kiirusel. Seejärel läbib elektronid ruumivahe. Elektronide kiirus muutub vastavalt ruumivahe spänningule.

Kui ruumivahe spänning on positiivne, kiirendatakse elektronit ja kui ruumivahe spänning on negatiivne, aeglustatakse elektronit. Kui spänning on null, ei muutu elektronide kiirus.

Kui elektronid jäävad ruumivahest, on neil erinevad kiirused ja need elektronid liiguvad tagasihoidja ruumis.

Need elektronid liiguvad kauguse järgi vastavalt kiirusele. Mida suurem kiirus, seda rohkem liigub elektron ja mida väiksem kiirus, seda vähem liigub elektron tagasihoidja ruumis.

Kõik need elektronid naasevad ruumi ja grupeeritakse ruumivahe keskel. Elektronide energia, mis edastatakse ruumist, on teada kui RF-väljund.

Applegate Diagramm

Applegate diagramm on graafik ruumivahe kauguse ja elektronide aja vahel tagasihoidja ruumis.

Erinevad elektronid järgivad erinevaid teid vastavalt oma kiirustele. Elektronide kiirus sõltub ruumivahe spänningust.

Võtame näiteks kolme elektroni. Viideelektron (e0) astub ruumivahele, kui ruumivahe spänning on null. Seega, kiirus ei muutu. See liigub L0 kauguse tagasihoidja ruumis ja naaseb ruumi. Kuna tagasihoidja plaat on väga negatiivne ja see vastandab elektroni kineetilist energiat.

Elektron, mis astub e