צינור קלייסטרון: מה זה? (סוגים ומשתמשים)

מהו צינור קלייסטרון?

צינור קלייסטרון (ידוע גם כ-Clystron Tube או Clystron Amplifier) הוא צינור פנוי המשמש לנדוד ותפישת אותות בתדרי מיקרובים. הוא הומצא על ידי המהנדסים החשמליים האמריקאים ראסל וסיגורד וריאן.

קלייסטרון משתמש באנרגיה קינטית של עמוד האלקטרונים. בדרך כלל, קלייסטרונים בעוצמה נמוכה משמשים כמדכאים וקלייסטרונים בעוצמה גבוהה משמשים כתאי יציאה ב-UHF.

ישנן שתי תצורות לקלייסטרון בעוצמה נמוכה. אחת היא מדכא מיקרובים בעוצמה נמוכה (קלייסטרון רפלקס) והשנייה היא מדכא מיקרובים בעוצמה נמוכה (קלייסטרון עם שני חללים או קלייסטרון עם מספר חללים).

מהו מדכא רפלקס קלייסטרון?

לפני שמגיעים לענות על שאלה זו, יש לדעת איך נוצרות התנודות. כדי ליצור את התנודות, יש לתת משוב חיובי מהיציאה לכניסה. בהגבלות שהגדלת הלולאה היא יחידה.

בקלייסטרון, התנודות ייווצרו אם חלק מהיציאה משמש כמשוב לתא הכניסה ושומר על הגודל של גדילת הלולאה כיחידה. ההזזה של מסלול המשוב היא מחזור אחד (2π) או מספר מחזורים (כפולות של 2π).

בניית מדכא רפלקס קלייסטרון

עמוד האלקטרונים מתזרם מהקתודה. אז יש אנודה, הידועה כאנודה ממוקדת או אנודה מאיצה. האנודה משמשת להקטנת עמוד האלקטרונים. האנודה מחוברת לקוטב החיובי של מקור הכוח הדק.

בקלייסטרון רפלקס יש רק תא אחד, שמנוח בצד האנודה. התא הזה עובד כתא מכווץ עבור אלקטרונים שנעים קדימה וכתא אוסף עבור אלקטרונים שנעים אחורה.

המהירות והמודולציה של זרם מתבצעים במרווח התא. המרווח שווה למרחק 'd'.

לוח הרפלוס מחובר לקוטב השלילי של מקור הכוח Vr.

עקרון פעולת מדכא רפלקס קלייסטרון

מדכא רפלקס עובד על עקרונות מודולציית מהירות וזרם.

עמוד האלקטרונים מתזרם מהקתודה. עמוד האלקטרונים עובר דרך האנודה המאיצה. האלקטרון נע בצינור במהירות אחידה עד שהוא מגיע לתא.

המהירות של האלקטרונים מודולצת במרווח התא ואלה האלקטרונים מנסים להגיע ללוח הרפלוס.

לוח הרפלוס מחובר לקוטב השלילי של מקור הכוח. לכן, בשל אותו קוטב, הוא מתנגד לכוח האלקטרונים.

האנרגיה הקינטית של האלקטרונים יורדת במרחב הרפלוס ובנקודה מסוימת היא תהיה אפס. לאחר מכן, האלקטרון נמשך בחזרה לתא. במהלך החזרה, כל האלקטרונים מתרכזים בנקודה אחת.

יהיה מודולציית זרם עקב היווצרות החבילה. האנרגיה של האלקטרונים מתמירה לצורת RF והיציאה RF נלקחת מהחדר. עבור יעילות מקסימלית של הקלייסטרון, החבילה של האלקטרונים צריכה להתבצע במרכז מרווח התא.

איך מתנהגים האלקטרונים בצינור קלייסטרון?

מאקדח האלקטרונים (קתודה), עמוד האלקטרונים מתזרם לצינור. האלקטרונים האלה נעים לעבר האנודה במהירות אחידה. אז האלקטרונים עוברים דרך מרווח התא. המהירות של האלקטרונים משתנה בהתאם לתחום המתח של מרווח התא.

אם מרווח התא חיובי, האלקטרון יואץ ואם מרווח התא שלילי, האלקטרון ית迟续