Клістрондың құрылғысы: Бұл не? (Түрлері және қолданылуы)

Клистрон тұбысы не екені?

Клистрон (басқа аталып, Клистрон тұбысы немесе Клистрон күшейткіш деп те аталады) - бұл микротепе жиілдіктегі сигналдарды осцилляциялау және күшейту үшін пайдаланылатын вакуум тұбысы. Бұл американдық электр техникалық инженерлері Рассел мен Сигурд Варьян таразында ойлап табған.

Клистрон электрон ағынының кинетикалық энергиясын пайдаланады. Жалпысынан, низкі күшті клистрондер осциллятор ретінде, ал жоғары күшті клистрондер UHF-те шығыс тұбыстар ретінде қолданылады.

Низкі күшті клистрон үшін екі конфигурация бар. Бірі - низкі күшті микротепе осциллятор (Рефлекс клистрон), ал екіншісі - низкі күшті микротепе күшейткіш (Екі кеңістік клистрон немесе Көптік кеңістік клистрон).

Рефлекс клистрон осцилляторы не екені?

Бұл сұраққа жауап беру үшін, біз осцилляциялар қалай жасалатынын білуіміз керек. Осцилляцияларды жасау үшін, шығысқа және енгізуге теріс байланысты беру керек. Бұлда циклдық көбейткіш бірден болуы міндетті.

Клистрон үшін, шығыс кеңістіктен енгізу кеңістігіне кері байланыс қолданылатында, циклдық көбейткіш бірден болса, осцилляциялар жасалады. Кері байланыс жолының фазасы бір цикл (2π) немесе бірнеше цикл (2π-нің көбейтіндісі).

Рефлекс клистрондың құрылымы

Электрон ағыны катодтан енгізіледі. Содан кейін фокусирлеу аноды, бұл анод "фокусирлеу аноды" немесе "жылдамдау аноды" деп аталады. Бұл анод электрон ағынын жинақтау үшін қолданылады. Анод DC напряжение көзінің теріс поляртымен байланысты.

Рефлекс клистронда тек бір кеңістік бар, ол анодтың яғнина орналасқан. Бұл кеңістік алғашқы бағытта жылдамдау үшін жинақтау кеңістігі, ал кері бағытта электрондар үшін ұстау кеңістігі ретінде қызмет етеді.

Сызықтық және ағын модуляциясы кеңістік аралығында жүзеге асады. Ара қашықтық 'd' деген ұзындыққа тең.

Қайтару платы Vr напряжение көзінің теріс поляртымен байланысты.

Рефлекс клистрондың жұмыс принципі

Рефлекс клистрон сызықтық және ағын модуляциясы принципіне негізделген.

Электрон ағыны катодтан енгізіледі. Электрон ағыны жылдамдау аноды арқылы өтеді. Электрон кеңістіге жеткенше түбірдегі ұзақтықтың белгілі бір қашықтығында қалып тұрады.

Электрондардың жылдамдығы кеңістік аралығында модуляцияланады, олар қайтару платына жетуді өтінемізді.

Қайтару плата напряжение көзінің теріс поляртымен байланысты. Сондықтан, осы қатарлылық негізінде, электрондардың күшіне қарсы келеді.

Электрондардың кинетикалық энергиясы қайтару кеңістігінде азайды және бір нүктеде нөлге айналады. Содан кейін, электрон кеңістікке қайтады. Кайту жолында, барлық электрондар бір нүктеде жиналады.

Электрондардың жиналуына байланысты ағын модуляциясы болады. Электрондардың энергиясы RF форматына айналысады және RF шығыс кеңістіктен алынады. Клистрондың максималды құрғауы үшін, электрондар кеңістік аралығының ортасында жиналуы керек.

Электрондар клистрон тұбысында қалай жылжуы керек?

Электрон ағыны (катод) тұбысқа енгізіледі. Бұл электрондар анодқа тең қашықтықта жылдамдықпен өтеді. Содан кейін электрондар кеңістік аралығын өтеді. Электрондардың жылдамдығы кеңістік аралығындағы напряжениеға байланысты өзгереді.

Егер кеңістік аралығындағы напряжение оң болса, электрондар жылдамдалады, егер кеңістік аралығындағы напряжение теріс болса, электрондар жылдамдығы азайды. Егер напряжение нөл болса, электрондардың жылдамдығы өзгермейді.

Электрондар кеңістік аралығынан шығқанда, барлық электрондар әртүрлі жылдамдықпен жылжуы мүмкін және олар қайтару кеңістігінде жылжуы мүмкін.

Электрондар өздерінің жылдамдығына байланысты қайтару кеңістігінде қашықтыққа жылжиды. Жылдамдығы жоғары болса, электрон қайтару кеңістігінде көп қашықтыққа жылжиды, ал жылдамдығы төмен болса, электрон қайтару кеңістігінде аз қашықтыққа жылжиды.

Барлық электрондар кеңістікке қайтып, кеңістік аралығының ортасында жиналады. Электрондардың энергиясы кеңістіктен алынатын RF шығыс деп аталады.

Apple-gate диаграммасы

Apple-gate диаграммасы - бұл кеңістік аралығынан қашықтық пен электрондардың қайтару кеңістігіндегі уақыт арасындагы графикалық бейнесі.

Электрондардың әртүрлі жылдамдықтарына байланысты әртүрлі жолдар бойынша жылжыды. Электрондардың жылдамдығы кеңістік аралығындағы напряжениеға байланысты өзгереді.