Klistron tubi: Bu nima? (Turlari va qo'llanmalar)

Klystron tubesi nima?

Klystron (klystron tubesi yoki klystron kuvvetlantirgich deb ham ataladi) mikrovoltning signalini osilish va amplifikatsiya qilish uchun ishlatiladigan vakuum tubasi. U AQSH elektrik mühendisleri Russell va Sigurd Varian tomonidan o‘tkazilgan.

Klystron elektron nurining kinetik energiyasidan foydalanadi. Umumiy holda, past quvvatli klystronlar osillator sifatida, yangi holda esa uluch quvvatli klystronlar UHF-da chiqish tubasi sifatida ishlatiladi.

Past quvvatli klystronning ikki konfiguratsiyasi mavjud. Birinchi - past quvvatli mikrovoltning osillatori (Refleks klystron) va ikkinchi - past quvvatli mikrovoltning kuvvetlantirgichi (Ikki shakl klystron yoki bir nechta shakllar klystron).

Refleks klystron osillatori nima?

Bu savolga javob berishdan oldin, biz osillatsiyalar qanday paydo bo'ladigini bilishimiz kerak. Osillatsiyalarni generatsiya qilish uchun, biz chiqishdan kirishga musbat feedback bermamiz. Bu jarayonda, loop gain birlikka teng bo'lishi kerak.

Klystron uchun, osillatsiyalar chiqishning qismi kirish shakldan feedback orqali va loop gain birlikka teng bo'lganda paydo bo'ladi. Feedback yo'lining fazaviy siljish bittadan tsikl (2π) yoki aniq miqdorda tsikl (2π ning karralari) bo'lishi kerak.

Refleks klystron tuzilishi

Elektron nur katoddan injektsiya qilinadi. Keyin, fokuslash anoda yoki tezlash anoda deyiladigan anoda bor. Bu anoda elektron nurini daralishga xizmat qiladi. Anoda DC voltaj manbaasining musbat polusiga ulangan.

Refleks klystronda faqat bitta shakl mavjud, bu shakl anodaning yaqinidagi joyda joylashtirilgan. Bu shakl oldindan harakat qilayotgan elektronlar uchun "buncher shakl" va orqaga harakat qilayotgan elektronlar uchun "catcher shakl" sifatida ishlaydi.

Shakl aralig'ida tezlik va intensitet modulyatsiyasi amalga oshadi. Aralig' masofasi 'd' teng.

Replektor plita Vr voltaj manbaasining salbiy polusiga ulangan.

Refleks klystron ishlash printsipi

Refleks klystron tezlik va intensitet modulyatsiyasi asosida ishlaydi.

Elektron nuri katoddan injektsiya qilinadi. Elektron nuri tezlash anodadan o'tadi. Elektronlar shaklga yetib borishicha tubada o'zgarmsiz tezlik bilan harakat qiladi.

Elektronlar shakl aralig'ida tezlik modulyatsiyasi orqali replektorga yetmoqchi bo'lib boradi.

Replektor voltaj manbaasining salbiy polusiga ulangan. Shuning uchun, elektronlar tomonidan ta'sir etilayotgan kuchni rad etadi.

Elektronlar replektor maydonida kinetik energiyasini kamaytiradi va ba'zi nuqtada uning qiymati nolga teng bo'lib ketadi. So'ngra, elektronlar shaklga qaytadi. Qaytish jarayonida, elektronlar bitta nuqtada jamlanadi.

Jamlanish sababli intensitet modulyatsiyasi amalga oshadi. Elektronlar energiyasi RF ko'rinishida aylantiriladi va RF chiqishi shakldan olingan. Klystronning eng yaxshi effektivligi uchun, elektronlar shakl aralig'ining markazida jamlanishi kerak.

Klystron tubasida elektronlar qanday harakat qiladi?

Elektron nuri (katod) tubaga injektsiya qilinadi. Bu elektronlar o'zaro teng tezlik bilan anodaga boradi. Keyin elektronlar shakl aralig'ini o'tadi. Elektronlar tezligi shakl aralig'idagi voltajga qarab o'zgaradi.

Agar shakl aralig'idagi voltaj musbat bo'lsa, elektronlar tezlanadi. Agar shakl aralig'idagi voltaj salbiy bo'lsa, elektronlar tezlikni kamaytiradi. Agar voltaj nol bo'lsa, elektronlar tezligi o'zgarishmaydi.

Elektronlar shakl aralig'ini tark etganda, ularning tezliklari farqli bo'lib, replektor maydonida harakat qiladi.

Bu elektronlar tezliklari qadar replektor maydonida yengil masofani o'tadi. Tezlik yuqori bo'lsa, elektronlar ko'proq masofani o'tadi, tezlik past bo'lsa, elektronlar kamroq masofani o'tadi.

Barcha elektronlar shaklga qaytadi va shakl aralig'ining markazida jamlanadi. Elektronlar shakldan o'tkazilgan energiya RF chiqishi deb ataladi.

Apple-gate diagramma

Apple-gate diagramma shakl aralig'iga bo'lgan masofa va elektronlar replektor maydonida sarflangan vaqt orasidagi grafikdir.

Elektronlar ularning tezliklariga qarab turli yo'llar boyicha harakat qiladi. Elektronlar tezligi shakl aralig'idagi voltajga bog'liq bo'ladi.

Uchta elektron misolini o'rib chiqaylik. Ma'lumotli elektron (e0) shakl aralig'idagi voltaj nol bo'lganda shakl aralig'iga kiradi. Shuning uchun, uning tezligi o'zgarishmaydi. U replektor maydonida L0 masofani o'tadi va shaklga qaytadi. Replektor plitasi juda salbiy va elektronning kinetik energiyasiga qarama-qarshi keladi.

e0 dan oldin kirgan elektron, bu elektron "erkin elektron" (ee) deb ataladi. Bu elektron shakl aralig'idagi voltaj musbat bo'lganda shakl aralig'iga kiradi. Shuning uchun, uning tezligi oshadi. U Le masofani o'tadi va shaklga qaytadi.