Klistron ceo: Šta je to? (Vrste i primene)

Šta je Klistron Ceo

Klistron (poznat i kao Klistron Ceo ili Klistron Pojačavač) je vakuumski cev koji se koristi za oscilaciju i pojačavanje signala na mikrovalne frekvencije. Izumljen je od strane američkih električnih inženjera Russella i Sigurda Variana.

Klistron koristi kinetičku energiju elektronskog zračaja. Opšte, niskosnaziťni klistroni se koriste kao oscilatori, a visokosnaziťni klistroni se koriste kao izlazne cevi u UHF-u.

Postoji dve konfiguracije za niskosnaziťni klistron. Jedna je niskosnaziťni mikrovalni oscilator (Refleks Klistron) i druga je niskosnaziťni mikrovalni pojačavač (Dvostrukokaviti Klistron ili Višekaviti Klistron).

Šta je Refleks Klistron Oscilator?

Pre nego što odgovorimo na ovaj pitanje, treba da znamo kako se generišu oscilacije. Da bismo generisali oscilacije, potrebno je da damo pozitivnu povratnu vezu od izlaza do ulaza. Sa ograničenjem da je magnituda petlje jedinica.

Za klistron, oscilacije će nastati ako se deo izlaza koristi kao povratna veza za ulaznu kavitet i održava magnitudu petlje jedinica. Fazni pomak povratne putanje je jedan ciklus (2π) ili više ciklusa (višestruko 2π).

Konstrukcija Refleks Klistrona

Elektronski zračaj se ubacuje sa katoda. Zatim postoji anoda, poznata kao fokusirajuća anoda ili ubrzavajuća anoda. Ova anoda se koristi da suzi elektronski zračaj. Anoda je spojena sa pozitivnom polarnošću DC izvora napona.

Refleks klistron ima samo jednu kavitet, koja se nalazi pored anode. Ova kavitet radi kao skupljajuća kavitet za unapred iduće elektrone i ulovna kavitet za unazad iduće elektrone.

Modulacija brzine i struja se dešavaju u razmaku kaviteta. Razmak je jednak rastojanju ‘d’.

Repeletna ploča je spojena sa negativnom polarnošću napona Vr.

Princip Rada Refleks Klistrona

Refleks klistron radi na principu modulacije brzine i struje.

Elektronski zračaj se ubacuje sa katode. Elektronski zračaj prođe kroz ubrzavajuću anodu. Elektron se kreće u cevi sa uniformnom brzinom dok ne stigne do kaviteta.

Brzina elektrona se modulira u razmaku kaviteta i ovi elektroni pokušavaju stići do repeleta.

Repelet je spojen sa negativnom polarnošću izvora napona. Stoga, zbog iste polarnosti, on suprotstavlja sili elektrona.

Kinetička energija elektrona se smanjuje u prostoru repeleta i na nekoj tački će biti nula. Nakon toga, elektron se vraća u kavitet. I u povratnom putovanju, svi elektroni se skupljaju u jednoj tački.

Doći će do modulacije struje zbog formiranja skupljanja. Energija elektrona pretvara se u RF i RF izlaz se uzima iz kaviteta. Za maksimalnu efikasnost klistrona, skupljanje elektrona mora da se desi u centru razmaka kaviteta.

Kako se elektroni kreću u klistron cevu?

Sa elektronskog topova (katode), elektronski zračaj se ubacuje u cev. Ovi elektroni se kreću ka anodi sa uniformnom brzinom. Zatim elektroni prođu kroz razmak kaviteta. Brzina elektrona varira u skladu sa naponom u razmaku kaviteta.

Ako je napon u razmaku kaviteta pozitivan, elektron će biti ubrzavan, a ako je napon u razmaku kaviteta negativan, elektron će biti usporavan. Ako je napon nula, brzina elektrona neće se promeniti.

Kada elektroni napuste razmak kaviteta, svi elektroni imaju različite brzine i ovi elektroni će se kretati u prostoru repeleta.

Ovi elektroni se kreću rastojanjem u skladu sa brzinom. Što je brzina veća, elektron će se kretati dužim rastojanjem, a što je brzina manja, elektron će se kretati kraćim rastojanjem u prostoru repeleta.

Svi ovi elektroni će se vratiti u kavitet i skupiti u centru razmaka kaviteta. Energija elektrona prenesena iz kaviteta je poznata kao RF izlaz.

Apleget Dijagram

Apleget dijagram je grafikon između rastojanja od razmaka kaviteta i vremena potrebnog elektronu u prostoru repeleta.

Različiti elektroni prate različite puteve u zavisnosti od svoje brzine. Brzina elektrona zavisi od napona u razmaku kaviteta.

Uzmimo primer tri elektrona. Referentni elektron (e0) ulazi u razmak kaviteta kada je napon u razmaku kaviteta nula. Stoga, brzina neće promeniti. On se kreće L0 rastojanje u prostoru repeleta i vraća se u kavitet. Zbog toga što je repeletna ploča vrlo negativna i suprotstavlja kinetičkoj energiji elektrona.