კლისტრონული თუბე: რას წარმოადგენს? (ტიპები და გამოყენება)

რა არის Klystron Tube?

Klystron (ასევე ცნობილი როგორც Klystron Tube ან Klystron Amplifier) არის ვაკუუმის ტუბუსი, რომელიც გამოიყენება მიკროტალღის სიხშირის სიგნალების ოსცილირებისა და ამპლიფიცირებისთვის. ამის გამომგონებელი არის ამერიკელი ელექტროტექნიკოსები Russell და Sigurd Varian.

Klystron იყენებს ელექტრონული სხივის კინეტიკურ ენერგიას. ზოგადად, დაბალი ძალის klystrons გამოიყენება როგორც ოსცილატორები, ხოლო მაღალი ძალის klystrons გამოიყენება UHF-ში გამოტანის ტუბების როლში.

დაბალი ძალის klystron-ის არის ორი კონფიგურაცია. ერთი არის დაბალი ძალის მიკროტალღის ოსცილატორი (Reflex Klystron) და მეორე არის დაბალი ძალის მიკროტალღის ამპლიფიცირებელი (Two Cavity Klystron ან Multi Cavity Klystron).

რა არის Reflex Klystron Oscillator?

ამ კითხვაზე პასუხის მოცემამდე ჩვენ უნდა ვიცოდეთ, როგორ იწარმოება ოსცილაციები. ოსცილაციების გენერირებისთვის უნდა ვაძლევთ დადებით უკუკავშირს გამოტანიდან შეყვანაში. შეზღუდვით, რომ წრედის გადატარების სიდიდე ერთია.

Klystron-ისთვის იქნება გენერირდება ისეთი შემთხვევაში, თუ გამოტანის ნაწილი გამოიყენება უკუკავშირად შეყვანის კავიტაში და შეინარჩუნება წრედის გადატარების სიდიდის ერთიანობა. უკუკავშირის ფაზის გადახრა არის ერთი ციკლი (2π) ან მრავალი ციკლი (2π-ის ჯერადი).

Reflex Klystron-ის კონსტრუქცია

ელექტრონული სხივი ინჟექტირდება კათოდიდან. შემდეგ არის ანოდი, რომელიც ცნობილია როგორც კონცენტრაციის ანოდი ან აჩქარების ანოდი. ეს ანოდი გამოიყენება ელექტრონული სხივის შესუსხებისთვის. ანოდი დაკავშირებულია დიდი პოლარიტეტის დინამიური წინადადების სრულდებით.

Reflex Klystron-ს აქვს მხოლოდ ერთი კავიტა, რომელიც მდებარეობს ანოდის ახლოს. ეს კავიტა იმუშავებს როგორც კონცენტრაციის კავიტა წინ მიმავალი ელექტრონებისთვის და როგორც გადატანის კავიტა უკუმიმართული ელექტრონებისთვის.

სიჩქარის და დენის მოდულაცია ხდება კავიტის განსხვავების შემდეგ. განსხვავება არის დისტანციის 'd' ტოლი.

რეპელერის ფლატფორმა დაკავშირებულია უარყოფითი პოლარიტეტის წინადადების Vr-ით.

Reflex Klystron-ის მუშაობის პრინციპი

Reflex Klystron მუშაობს სიჩქარის და დენის მოდულაციის პრინციპზე.

ელექტრონული სხივი ინჟექტირდება კათოდიდან. ელექტრონული სხივი გადის აჩქარების ანოდის მიერ. ელექტრონები მოძრაობენ ტუბში სტაბილური სიჩქარით მას დროს, რაც მიიღებენ კავიტას.

ელექტრონების სიჩქარე მოდულირდება კავიტის განსხვავების შემდეგ და ელექტრონები ცდილობენ მისცეს რეპელერს.

რეპელერი დაკავშირებულია უარყოფითი პოლარიტეტის წინადადებით. ამიტომ, იგივე პოლარიტეტის გამო, ის წინააღმდეგობს ელექტრონების ძალას.

ელექტრონების კინეტიკური ენერგია შემცირდება რეპელერის სივრცეში და რაღაც წერტილზე იქნება ნული. შემდეგ ელექტრონები დაბრუნდებიან კავიტაში და დაბრუნების გზაზე ყველა ელექტრონი შეერთდება ერთ წერტილზე.

შეერთების შედეგად იქნება დენის მოდულაცია. ელექტრონების ენერგია გადაიყვანება RF-ში და RF გამოტანა იღება კავიტიდან. Klystron-ის მაქსიმალური ეფექტურობისთვის ელექტრონების შეერთება უნდა მოხდეს კავიტის განსხვავების ცენტრში.

როგორ მოძრაობენ ელექტრონები klystron ტუბში?

ელექტრონული სხივი ინჟექტირდება ტუბში ელექტრონული გამოტანიდან (კათოდიდან). ეს ელექტრონები მიდიან ანოდის მიერ სტაბილური სიჩქარით. შემდეგ ელექტრონები გადიან კავიტის განსხვავების შემდეგ. ელექტრონების სიჩქარე იცვლება კავიტის განსხვავების ძალის მიხედვით.

თუ კავიტის განსხვავების ძალა დადებითია, ელექტრონები აჩქარდებიან და თუ კავიტის განსხვავების ძალა უარყოფითია, ელექტრონები შენელდებიან. თუ ძალა ნულია, ელექტრონების სიჩქარე არ იცვლება.

როდესაც ელექტრონები დატოვებენ კავიტის განსხვავებას, ყველა ელექტრონი აქვს სხვადასხვა სიჩქარე და ეს ელექტრონები მოძრაობენ რეპელერის სივრცეში.