Tubo ya Klystron: Ni nini? (Aina na Matumizi)

Ni nini Klystron Tube?

Klystron (pia inatafsiriwa kama Klystron Tube au Klystron Amplifier) ni chanzo cha umeme kilicho chenji ambacho linatumika kwa kutengeneza na kuongeza ishara za mikrobenzi. Liliunda na mtaalamu wa umeme wa Marekani Russell na Sigurd Varian.

Klystron hutumia nishati ya kinyume cha mzunguko wa mwanga. Mara nyingi, Klystron wenye nishati ndogo hutumika kama osilishe na Klystron wenye nishati kubwa hutumika kama chanzo cha umeme katika UHF.

Kuna mbili ya maundo ya Klystron wenye nishati ndogo. Moja ni osilishe wa mikrobenzi wenye nishati ndogo (Reflex Klystron) na nyingine ni osilishe wa mikrobenzi wenye nishati ndogo (Two Cavity Klystron au Multi Cavity Klystron).

Ni nini Reflex Klystron Oscillator?

Kabla tujawibu swali hili, tunahitaji kujua jinsi osilasyo zinazotengenezwa. Ili tufanye hivyo, tunahitaji kupatikana feedback chanya kutoka kutoka matumizi hadi eneo la kuingiza. Na kwa kasi kwamba upimaji wa mzunguko unaonekana anategemea.

Kwa Klystron, osilasyo zitengenezwa ikiwa sehemu ya matumizi yatakuta kama feedback kwenye eneo la kuingiza na kusaidia upimaji wa mzunguko kuwa anategemea. Mabadiliko ya muda ya njia ya feedback ni mzunguko moja (2π) au mzunguko kadhaa (mzunguko kadhaa ya 2π).

Umbizo wa Reflex Klystron

Mzunguko wa mwanga unapatikana kutoka kwenye kathodi. Kisha kuna anode, inayojulikana kama anode ya kufunga au anode ya kukusanya. Anode hii inatumika kuchokoroga mzunguko wa mwanga. Anode hii imeunganishwa na upande wa chanya wa chanzo cha DC voltage.

Reflex Klystron ana eneo la kufunga pekee, linalokuwa karibu na anode. Eneo hili linalofanya kazi kama eneo la kufunga kwa wakati wa mbele na eneo la kupata kwa wakati wa nyuma.

Mabadiliko ya muda na current yanafanyika kwenye gap ya eneo. Gap hii ni sawa na umbali 'd'.

Kitufe cha repeller kinajungusha na upande wa hasi wa chanzo cha voltage Vr.

Serikali ya Kazi ya Reflex Klystron

Reflex Klystron hutumia serikali ya mabadiliko ya muda na current.

Mzunguko wa mwanga unapatikana kutoka kwenye kathodi. Mzunguko wa mwanga hutembelea anode ya kufunga. Mzunguko huenda kwenye chombo kwa muda wa muda mpaka atapata eneo la kufunga.

Muda wa mzunguko wa mwanga unabadilika kwenye gap ya eneo na wale wanaweza kupata kitufe cha repeller.

Kitufe cha repeller kimeunganishwa na upande wa hasi wa chanzo cha voltage. Kwa sababu hiyo, kutokana na ukosefu wa chanya, kitufe hiki kinapigana na nguvu ya mwanga.

Nishati ya mwanga hutegemea kwenye eneo la repeller na kwa siku itakuwa sifuri. Baada ya hilo, mwanga hupigana na eneo la kufunga. Na kwenye safari ya kurudi, wote wanaunganishwa kwenye eneo moja.

Itakuwa na mabadiliko ya current kutokana na uunganisho. Nishati ya mwanga huchukuliwa kwenye RF na RF output hutokea kwenye eneo. Kwa ajili ya ustawi mzuri wa Klystron, uunganisho wa mwanga lazima ufanyike kwenye kituo cha eneo la kufunga.

Jinsi electrons zinavyoendelea kwenye kiystron tube?

Kutoka kwenye electron gun (kathodi), mzunguko wa mwanga unapatikana kwenye chombo. Wale wanamwisho kwenye anode kwa muda wa muda. Kisha wale wanamwisho kwenye gap ya eneo. Muda wa mzunguko wa mwanga unabadilika kutokana na voltage ya gap ya eneo.

Ikiwa voltage ya gap ya eneo ni chanya, mwanga utapigwa na ikiwa voltage ya gap ya eneo ni hasi, mwanga utapigwa hasi. Ikiwa voltage ni sifuri, muda wa mzunguko wa mwanga hautabadilika.

Wakati wale wanamwisho kutoka kwenye gap ya eneo, wale wote wana muda tofauti na wale wanaweza kusafiri kwenye eneo la repeller.

Wale wanapanda umbali kutokana na muda. Muda mkubwa, mwanga utapanda umbali mkubwa na muda mdogo, mwanga utapanda umbali mdogo kwenye eneo la repeller.

Wale wote watakurudi kwenye eneo na kuunganishwa kwenye kituo cha eneo. Nishati ya mwanga inayochukuliwa kutoka kwenye eneo inatafsiriwa kama RF output.

Apple-gate Diagram

Apple-gate diagram ni grafu kati ya umbali kutoka kwenye gap ya eneo na muda unayotumika na mwanga kwenye eneo la repeller.

Electrons tofauti hutembelea njia tofauti kutokana na muda wao. Muda wa electrons hutegemea voltage ya gap ya eneo.

Tunachagua mfano wa electrons watatu. Electrons wa kiwango (e0) hunyweka kwenye gap ya eneo wakati voltage ya gap ya eneo ni sifuri. Kwa hivyo, muda hautabadilika. Hunenda umbali L0 kwenye eneo la repeller na kurejea kwenye eneo. Kwa sababu kitufe cha repeller kinategemea sana na kinapigana na nishati ya mwanga.

Electrons aliyenyweka kabla e0, electrons hii inatafsiriwa kama electrons wa mapema (ee). Electrons hii huyenyweka kwenye gap ya eneo wakati voltage ya gap ya eneo ni chanya. Kwa hivyo, muda utaongezeka. Hutenda umbali Le na kurejea kwenye eneo.

Electrons aliyenyweka baada e