Tubus Klystron: Quid est? (Species et Applicationes)

Quid est Klystron Tubus?

Klystron (etiam Klystron Tubus vel Klystron Amplificator dicitur) est tubus vacui qui ad oscillationes et amplificationes signorum frequentialium microwave usus est. A Russell et Sigurd Varian, electricis ingeniosis Americanis, inventus est.

Klystron utitur energia cinetica fasciculi electronici. Generaliter, klystrones potentiæ parvæ ut oscilatores, et klystrones potentiæ magnæ ut tubi output in UHF usi sunt.

Duas configurationes pro klystrone potentiæ parvæ sunt. Una est oscillator microwave potentiæ parvæ (Reflex Klystron), altera est amplifier microwave potentiæ parvæ (Bicavitas Klystron vel Multicavitas Klystron).

Quid est Reflex Klystron Oscillator?

Antequam hanc quaestionem respondeamus, oportet nos scire quomodo oscillationes generantur. Ad generationem oscillationum, oportet nobis feedback positivum a output ad input dare. Sub conditione quod magnitudo loop gain unum sit.

Pro klystrone, oscillationes generabuntur si pars output ut feedback ad cavum input et magnitudo loop gain unum maneat. Phasor shift feedback path unus circulus (2π) vel plures circuli (multiples 2π) est.

Constructio Reflex Klystron

Fasciculus electronicus ab cathodo injectus est. Deinde anodus, qui anodus focalis vel anodus accelerans dicitur, est. Hic anodus ut angustum faciens fasciculum electronicum usus est. Anodus cum polaritate positiva DC voltage source connectus est.

Reflex klystron unicam cavum habet, quae iuxta anodium locata est. Haec cavus ut cavus buncher pro electronis progressis et cavus catcher pro electronis regressis operatur.

Modulatio velocitatis et currentis in cavum gap fit. Gap aequalis est distantiae ‘d’.

Placuit repulsor cum polaritate negativa voltage source Vr connectus est.

Principium Operativum Reflex Klystron

Reflex Klystron operatur ex principiis modulationis velocitatis et currentis.

Fasciculus electronicus ab cathodo injectus est. Fasciculus electronicus per anodium accelerans transit. Electron in tubo cum velocitate uniformi movetur donec ad cavum perveniat.

Velocitas electronorum in cavum gap modulatur et hi electroni conantur ad repulsorem pervenire.

Repulsor cum polaritate negativa voltage source connectus est. Propter eandem polaritatem, vi electronorum resistit.

Energia cinetica electronorum in spatio repulsoris decrescit et aliquando nihil erit. Postea, electron revertitur ad cavum. Et in reditu, omnes electroni in uno puncto congregantur.

Ex congregatione electronorum, modulatio currentis fit. Energia electronorum in formam RF convertitur et RF output a cavu capitur. Pro maxima efficacia klystronis, congregationem electronorum in centro cavum gap fieri oportet.

Quomodo electroni in tubo klystronis movuntur?

Ab electron gun (cathodo), fasciculus electronicus in tubum injectus est. Hi electroni ad anodium cum velocitate uniformi moventur. Deinde electroni per cavum gap transibunt. Velocitas electronorum secundum voltam cavum gap variat.

Si voltus cavum gap positivus est, electroni accelerabuntur, et si voltus cavum gap negativus est, electroni decelerabuntur. Si voltus nullus est, velocitas electronorum non mutabitur.

Cum electroni a cavum gap discedunt, omnes electroni diversas velocitates habent et hi electroni in spatio repulsoris moventur.

Hi electroni secundum velocitatem progrediuntur. Maior velocitas, maior spatium aperietur, minor velocitas, minus spatium in spatio repulsoris aperietur.

Omnes hi electroni ad cavum revertentur et in centro cavum gap congregabuntur. Energia electronorum a cavu transferens cognoscitur ut RF output.

Diagramma Apple-gate

Diagramma Apple-gate est graphus inter distantiam a cavum gap et tempus sumptum ab electronibus in spatio repulsoris.

Diversi electroni diversos trames sequuntur secundum suas velocitates. Velocitas electronorum dependet a voltu cavum gap.

Tribus electronis exemplum sumamus. Electrum referentiale (e0) in cavum gap intrat quando voltus cavum gap nullus est. Itaque, velocitas non mutabitur. L0 spatium in spatio repulsoris peragit et revertitur ad cavum. Propter plateam repulsoris valde negativam, et vim cineticam electronis oppugnat.

Electron intrat ante e0, hic electrum cognoscitur ut electrum praecox (ee). Hic electrum in cavum gap intrat quando voltus cavum gap positivus est. Itaque, velocitas electroni crescent. Le spatium peragit et revertitur ad cavum.

Electron intrat post e0, hic electrum cognoscitur ut electrum serotinum (el). Hic electrum in cavum gap intrat quando voltus cavum gap negativus est. Itaque, velocitas electroni diminuet. Ll spatium peragit et revertitur ad cavum.

Graphus subter adiuvat explicare hunc processum:

Donatio