கிளைஸ்ட்ரான் துப்பாக்கி: அது என்ன? (வகைகளும் பயன்பாடுகளும்)

Klystron Tube என்பது என்ன?

ஒரு Klystron (மேலும் Klystron Tube அல்லது Klystron Amplifier என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) என்பது மைக்ரோவேவ் அலை அளவுகளை நிலையாக்கவும், விரிவுபடுத்தவும் உபயோகிக்கப்படும் வெறுமை குழாயாகும். இது அமெரிக்க விளக்கியல் பொறியாளர்களான Russell மற்றும் Sigurd Varian ஆகியோரால் உருவாக்கப்பட்டது.

Klystron என்பது இலேக்ட்ரான் பிரதி இயக்கத்தின் அணுகுவை ஆற்றலை உபயோகிக்கிறது. பொதுவாக, குறைந்த ஆற்றல் Klystrons கள் அச்சு வேகத்தில் நிலையாக்கிகளாக மற்றும் உயர் ஆற்றல் Klystrons கள் UHF இல் வெளியே வரும் குழாய்களாக உபயோகிக்கப்படுகின்றன.

குறைந்த ஆற்றல் Klystron களுக்கு இரண்டு அமைப்புகள் உள்ளன. ஒன்று குறைந்த ஆற்றல் மைக்ரோவேவ் நிலையாக்கி (Reflex Klystron) மற்றும் இரண்டாவது குறைந்த ஆற்றல் மைக்ரோவேவ் விரிவுபடுத்தி (Two Cavity Klystron அல்லது Multi Cavity Klystron).

Reflex Klystron Oscillator என்பது என்ன?

இந்த கேள்விக்கு விடை தருவதற்கு முன், நிலையாக்கம் எப்படி உருவாகிறது என்பதை அறிய வேண்டும். நிலையாக்கத்தை உருவாக்க வேண்டும் வெளியே வரும் தரவை உள்ளீட்டுக்கு மீள்திருத்தமாக வழங்க வேண்டும். loop gain ஒன்று என்ற கட்டுப்பாடு உள்ளது.

Klystron க்கு, வெளியே வரும் ஒரு பகுதியை உள்ளீட்டு குழாயின் மீள்திருத்தமாக வழங்கி, loop gain அளவு ஒன்று என வைத்தால் நிலையாக்கம் உருவாகும். மீள்திருத்த பாதையின் கட்டுமான மாற்றம் ஒரு சுழற்சி (2π) அல்லது பல சுழற்சிகள் (2π இன் மடங்கு).

Reflex Klystron இன் கட்டமைப்பு

இலேக்ட்ரான் பிரதி கதிரியிலிருந்து உள்ளீடு செய்யப்படுகிறது. பின்னர், focusing anode அல்லது accelerating anode என அழைக்கப்படும் ஒரு anode உள்ளது. இந்த anode இலேக்ட்ரான் பிரதியை குறைக்க உபயோகிக்கப்படுகிறது. Anode இலேக்ட்ரிக் வோல்ட்டேஜ் அலகின் மிக்க போலாரிட்டியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

Reflex klystron இல் ஒரே ஒரு குழாய் உள்ளது, இது anode க்கு அருகில் உள்ளது. இந்த குழாய், முன்னே நகரும் இலேக்ட்ரான்களுக்கான buncher cavity மற்றும் பின்னே நகரும் இலேக்ட்ரான்களுக்கான catcher cavity ஆக செயல்படுகிறது.

வேகம் மற்றும் current மாறுபாடுகள் குழாய் வெட்டுக்கு உள்ளது. வெட்டு d என்ற தூரத்திற்கு சமமாக உள்ளது.

Repeller plate என்பது Vr என்ற voltage அலகின் குறை போலாரிட்டியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

Reflex Klystron இன் செயல்முறை

Reflex Klystron வேகம் மற்றும் current மாறுபாடுகளின் மூலம் செயல்படுகிறது.

இலேக்ட்ரான் பிரதி கதிரிலிருந்து உள்ளீடு செய்யப்படுகிறது. இலேக்ட்ரான் பிரதி accelerating anode வழியாக நகருகிறது. இலேக்ட்ரான் குழாயில் வரை ஒரே வேகத்தில் நகருகிறது.

இலேக்ட்ரான்களின் வேகம் குழாய் வெட்டில் மாறுபடுகிறது மற்றும் இவை repeller வரை நகர முயற்சிகிறது.

Repeller என்பது voltage source இன் குறை போலாரிட்டியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இதனால், இலேக்ட்ரான்களின் விசை எதிர்த்து செயல்படுகிறது.

இலேக்ட்ரான்களின் அணுகுவை ஆற்றல் repeller வெளியில் குறைகிறது மற்றும் ஒரு புள்ளியில் அது பூஜ்ஜியமாக இருக்கும். பின்னர், இலேக்ட்ரான்கள் குழாயில் திரும்புகிறது. திரும்பும் போது, அனைத்து இலேக்ட்ரான்களும் ஒரு புள்ளியில் சேர்க்கப்படுகின்றன.

Bunching மூலம் current மாறுபாடுகள் ஏற்படுகின்றன. இலேக்ட்ரான்களின் ஆற்றல் RF வடிவத்தில் மாற்றப்படுகிறது மற்றும் RF output குழாயிலிருந்து எடுக்கப்படுகிறது. Klystron இன் அதிக செயல்திறனுக்கு, இலேக்ட்ரான்களின் bunching குழாய் வெட்டின் மையத்தில் நிகழ வேண்டும்.

Klystron tube இல் இலேக்ட்ரான்கள் எப்படி நகருகின்றன?

இலேக்ட்ரான் பிரதி (கதிரி) இலிருந்து, இலேக்ட்ரான் பிரதி குழாயில் உள்ளீடு செய்யப்படுகிற