Klystron Tubo: Zer da? (Mota eta Aplikazioak)

Zer da Klystron Tubo bat?

Klystron (edo Klystron Tubo edo Klystron Amplifikadorea) microwave frekuentziako seinalei oszilatzeko eta handitzeko erabiliko den vakuum tubo bat da. Amerikar elektrizitateen ingeniaritarrak Russell eta Sigurd Varian sortu dute hau.

Klystron elektronen hazkundearen energia erabiltzen du. Ondoren, indarraren hazkunde txikiak oszilatzaile gisa erabiltzen dira eta indarraren hazkunde handiak UHF-n irteera tubo gisa erabiltzen dira.

Indarraren hazkunde txikiko klystronen bi konfigurazio daude. Bat da indarraren hazkunde txikiko microwave oszilatzailea (Reflex Klystron) eta bigarrena indarraren hazkunde txikiko microwave amplifikadorea (Bi Hutsune Klystron edo Anitz Hutsune Klystron).

Zer da Reflex Klystron Oszilatzailea?

Galdera honek erantzun arte, jakin behar dugu oszilazioak nola sortzen diren. Oszilazioak sortzeko, emaitzetik sarrera baino positiboki itzultzea beharrezkoa da. Mugagailua unitarioa izan behar da.

Klystrontarako, oszilazioak sortuko dira irteera zati bat erabili bada sarrera hutunean eta mugagailuaren balioa unitarioa mantenduta. Itzulpen bideko desfasea ziklo oso bat (2π) edo zikloen anitz (2π-ren anitz) izan behar da.

Reflex Klystronen Eraikuntza

Elektronen hazkunde katodetik sartzen da. Ondoren, anode bat dago, fokuzatzaile anode edo abiatzaile anode bezala ezaguna. Anode hau elektronen hazkunde estreitzeko erabiltzen da. Anodea DC geruza iturriaren polaritate positiboarekin konektatuta dago.

Reflex klystronek anodearen ondoren bakarrik duten hutune bat dute. Hutune hau aurrerako elektronentzat buncher hutune eta atzeroko elektronentzat catcher hutune gisa funtzionatzen du.

Abiadura eta indarra hutunearen zati batean aldatzen dira. Zati hori 'd' distantzia berdina du.

Errepelatzaile platanoa geruza iturriaren polaritate negatiboarekin konektatuta dago Vr.

Reflex Klystronen Funtzionamendua

Reflex Klystron abiadura eta indarra modulatzen dituen printzipioan oinarritzen da.

Elektronen hazkunde katodetik sartzen da. Elektronen hazkunde abiatzaile anodearen traves pasatzen da. Elektronak uniformeki mugitzen jarraitzen du hutunea iritsi arte.

Elektronen abiadura hutunearen zati batean modulatzen da eta elektron hauek errepelatzailea hartzea saiatzen dira.

Errepelatzailea geruza iturriaren polaritate negatiborekin konektatuta dago. Beraz, polaritate bereko dela eta, elektronen indarrari aurka egiten dio.

Elektronen hazkunde energia errepelatzaile espazioan murrizten da eta puntu batean zero izango da. Ondoren, elektronak hutunean bueltatzen dira. Buelta-bidean, elektron guztiak puntu batean bildatzen dira.

Elektronen bildatzeagatik indarraren modulazioa gertatuko da. Elektronen energia RF moduan bihurtzen da eta RF irteera hutunean hartzen da. Klystronaren efizientzia handiena lortzeko, elektronen bildatzea hutunearen zati-zentroan egin behar da.

Nola mugitzen dira elektronak klystron tuboan?

Elektronen hazkunde katodetik (katode) sartzen da tubora. Elektron hauek uniformeki mugitzen jarraitzen dut anodea gainditu arte. Ondoren, elektronak hutunearen zati baten traves pasatzen dira. Elektronen abiadura hutunearen zati geruzaaren arabera aldatzen da.

Hutunearen zati geruza positiboa bada, elektronak abiatuko dira eta hutunearen zati geruza negatiboa bada, elektronak murriztuko dira. Geruza zero bada, elektronen abiadura ez da aldatuko.

Elektronak hutunearen zati batetik irten denean, abiadura desberdinak dituzte eta elektron hauek errepelatzaile espazioan bidaiatzen dira.

Elektron hauek abiaduraaren arabera distantzia bat bidaiatzen dute. Abiadura handiagoa denean, elektronak distantzia gehiago bidaiatuko du eta abiadura txikiagoa denean, elektronak distantzia gutxiago bidaiatuko du errepelatzaile espazioan.

Elektron guztiak hutunean bueltatzen dira eta hutunearen zati-zentroan bildatzen dira. Elektronen energiak hutunearen zati batetik hutunean hartzen da, RF irteera bezala ezaguna.

Apple-gate Diagrama

Apple-gate diagrama hutunearen zati batetik distantziaren eta elektronen errepelatzaile espazioko denbora arteko grafika da.

Elektron desberdinak abiadura desberdinekin ibiltzen dituzte. Elektronen abiadura hutunearen zati geruzaren arabera dago.

Hiru elektronen adibidea hartu dezagun. Elektron erreferentzia (e0) hutunearen zati batetik sartzen da hutunearen zati geruza zero denean. Beraz, abiadura ez da aldatuko. Errepelatzaile espazioan L0 distantzia bidaiatzen du eta hutunean bueltatzen da. Errepelatzaile platanoa oso negatiboa denez, elektronen hazkunde energiaren aurka egiten du.