Клистронска цевка: Што е тоа? (Типови и применувања)

Што е клистронска цевка?

Клистрон (познат и како клистронска цевка или клистронски појачувач) е вакуумна цевка која се користи за осцилација и појачување на сигналите со миљускопска фреквенција. Измислен е од америчките електричарски инженери Рашел и Сигурд Варијан.

Клистронот користи кинетичка енергија на електронскиот зрач. Обично, нискомоќните клистрони се користат како осцилатори, а високомоќните клистрони како излезни цевки во UHF.

Постојат две конфигурации за нискомоћен клистрон. Едната е нискомоћен миљускопски осцилатор (Рефлекс клистрон) и втората е нискомоћен миљускопски појачувач (Двокавитен клистрон или Многокавитен клистрон).

Што е рефлекс клистронски осцилатор?

Прежде да одговориме на овој прашање, треба да знаеме како се генерираат осцилациите. За да се генерираат осцилации, потребно е да дадеме позитивен фидбек од излезот до входот. Со ограничување дека големината на лупската придобивка е јединична.

За клистронот, осцилациите ќе се генерираат ако дел од излезот се користи како фидбек до входната кавита и се задржува големината на лупската придобивка јединична. Фазниот помест на патот на фидбекот е еден циклус (2π) или повеќе циклуси (множества на 2π).

Конструкција на рефлекс клистрон

Електронскиот зрач се инжектира од катодот. Потоа има анод, познат како фокусирачки анод или забрзувачки анод. Овој анод се користи за сузивање на електронскиот зрач. Анодот е поврзан со позитивната поларност на DC изворот на напон.

Рефлекс клистронот има само една кавита, која е поставена до анодот. Оваа кавита функционира како бунчерска кавита за напредните електрони и како ловачка кавита за обратните електрони.

Модулацијата на брзина и стрuja се случува во размакот на кавитата. Размакот е еднаков на растојанието 'd'.

Платформата за одбица е поврзана со негативната поларност на изворот на напон Vr.

Принцип на работа на рефлекс клистрон

Рефлекс клистронот работи според принципот на модулација на брзина и стрuja.

Електронскиот зрач се инжектира од катодот. Електронскиот зрач минува низ забрзувачкиот анод. Електроните се движеат во цевката со униформна брзина сѐ додека не стигнат до кавитата.

Брзината на електроните се модулира во размакот на кавитата и овие електрони се обидуваат да стигнат до платформата за одбица.

Платформата за одбица е поврзана со негативната поларност на изворот на напон. Затоа, поради истата поларност, таа противоставува силата на електроните.

Кинетичката енергија на електроните се намалува во просторот на платформата за одбица и во некој момент ќе биде нула. По тоа, електронот се враќа назад во кавитата. И во враќањето, сите електрони се соберуваат во една точка.

Се случува модулација на стрuja поради формирањето на група. Енергијата на електроните се конвертира во форма на RF и RF излез се зема од кавитата. За максимална ефикасност на клистронот, групирањето на електроните мора да се случи во центарот на размакот на кавитата.

Како се движеат електроните во клистронската цевка?

Од електронската пушка (катод), електронскиот зрач се инжектира во цевката. Овие електрони се движеат кон анодот со униформна брзина. Потоа електроните минуваат низ размакот на кавитата. Брзината на електроните варира според напонот на кавитата.

Ако напонот на кавитата е позитивен, електроните ќе бидат забрзувањи, а ако напонот на кавитата е негативен, електроните ќе бидат забавени. Ако напонот е нула, брзината на електроните нема да се промени.

Кога електроните излегуваат од размакот на кавитата, сите електрони имаат различни брзини и овие електрони ќе се движеат во просторот на платформата за одбица.

Овие електрони се движеат на растојание според брзината. Колку што брзината е повеќе, електроните ќе се движеат на поголемо растојание, а колку што брзината е помала, електроните ќе се движеат на помало растојание во просторот на платформата за одбица.

Сите овие електрони ќе се вратат во кавитата и се соберуваат во центарот на размакот на кавитата. Енергијата на електроните пренесена од кавитата е позната како RF излез.

Апл-гат дијаграм

Апл-гат дијаграм е графика помеѓу растојанието од размакот на кавитата и времето потрошено од електроните во просторот на платформата за одбица.

Различни електрони следат различни патишта според нивните брзини. Брзината на електроните зависи од напонот на кавитата.