Termi klystron on otettu kreikkalaisen verbin (klys) rungon muodosta, joka viittaa rannan vieressä murtuvien aaltojen virtaukseen sekä termi elektroni . Klystronin keksijät ovat kaksi veljeä Sigurd Varian ja Russel Stanfordin yliopistosta vuonna 1937 ja saatavana vuonna 1939. Klystronivahvistimen tietoihin vaikuttivat Yhdysvaltojen ja Ison-Britannian tutkatutkijat. Tämä artikkeli antaa yleiskatsauksen klystronivahvistin , tyypit , ja se on sovellukset
Mikä on Klystron-vahvistin?
Klystron vahvistin on laite käytetään vahvistamaan mikroaaltotaajuussignaaleja, jotka saavuttavat korkean tehon nousun vaiheet soveltamalla tyhjiöputken periaatteita sekä elektroninippu-konseptia. Klystronivahvistimen UHF-alue vaihtelee välillä 300 MHz - 3 GHz - 400 GHz. Näitä voidaan soveltaa erityyppisillä teollisuudenaloilla, kuten satelliitti-, TV-lähetys-, lääke-, tutka-, hiukkaskiihdyttimet jne.
Klystron-vahvistin
Klystronin työskentely voidaan tehdä seuraavilla vaiheilla.
- Klystronin elektronipistooli tuottaa elektronivirtauksen.
- Elektronien nopeutta ohjataan nippusyvennyksillä, jotta ne pääsevät nippuiksi ontelon ulostulosta.
- Elektroniryhmä stimuloi mikroaaltoja vahvistimen o / p-ontelossa.
- Mikroaaltojen virtaus aaltojohtoon siirtää ne kiihdyttimeen.
- Lopuksi elektronit absorboituvat säteen pysäyttimessä.
Klystron-vahvistimen luokitus
Nämä vahvistimet ovat energisiä mikroaaltouunin tyhjiöputkia ja moduloituja nopeudella, jota käytetään jonkinlaisissa tutkajärjestelmät . Nämä laitteet käyttävät siirtymäajan vaikutusta muuttamalla elektronisuihkun nopeutta. Klystronivahvistin koostuu yhdestä tai useammasta ontelosta. Klystronivahvistin sisältää yhden tai useamman ontelon, joilla on olennainen rooli klystroniputkessa ohjaamalla sähkökenttää klystroniputken akselin alueella. Nämä on luokiteltu kahteen tyyppiin riippuen onteloista, jotka sisältävät seuraavat.
- Kahden ontelon klystronivahvistin
- Heijastava klystronivahvistin
Kaksionteloinen Klystron-vahvistin
Tämäntyyppiset Cavity Klystron -vahvistimet sisältävät erilaisia onteloita, joita käytetään sähkökentän ohjaamiseen klystron-putken akselin alueella. Verkko on järjestetty useiden onteloiden napaan elektronien virtauksen päästämiseksi. Tässä pariliitäntälaitteen ensisijaista onteloa kutsutaan Buncheriksi, kun taas pariliitoksen seuraavan ontelon nimi on Catcher.
Alueen suunta muuttuu Buncherin ontelotaajuudella niin, että korvaava aine kiirehtii ja hidastaa verkon läpi virtaavia sädeelektroneja. Buncher-verkkojen ulkoinen tila on nimetty ajotilaksi, joka voidaan luoda elektronien kanssa tällä alueella, kun nopeat elektronit ohittavat hitaasti virtaavat elektronit.
Kaksi Cavity Klystron -vahvistinta
Sieppaajan ontelon päätehtävä on ottaa energiaa elektronisäteestä. Sieppaajaverkot on järjestetty palkin avulla kohtaan, jossa niput ovat täysin tuotettu. Paikka määritetään nippujen siirtoajalla onteloiden normaalilla radiotaajuudella. Kerääjä saa elektronisuihkun tehon ja muuttaa sen lämpötilaksi ja röntgensäteilyksi. Ylimääräinen ontelo perustyyppisen klystronin tulo- ja lähtöonteloissa voi parantaa klystronin lähtötehoa, vahvistusta ja tehokkuutta. Lisäontelot tarjoavat nopeuden elektronisäteen säätämiseksi sekä tuottavat tehostettua energiaa, johon pääsee ulostulosta.
Reflex Klystron -vahvistin
Reflex klystronin on keksinyt Robert Sutton , joten tämän klystronivahvistimen toinen nimi on Sutton-putki . Se on pienitehoinen putki ja toimii oskillaattorina. Tätä vahvistinta käytetään pääasiassa oskillaattori tutkavastaanottimien sekä mikroaaltolähettimien modulaattorissa. Nämä laitteet on kuitenkin korvattu puolijohteella mikroaaltouuni.
Tällaisessa vahvistimessa elektronisäteen virtaus on läpi ainoan resonanssiontelon, ja elektronit saavat virran elektronipistoolilla putken yhteen osaan. Resonanssiontelon käytön jälkeen ne toistetaan negatiivisesti stimuloidulla heijastinelektrodilla, joka on tarkoitettu toiseen läpikulkuun koko ontelossa, jossa ne sitten kerätään.
Reflex Klystron -vahvistin
Aina kun elektronisäde virtaa ontelossa, sitä kutsutaan nopeusmoduloitavaksi. Elektronikimppujen kokoonpano tapahtuu ontelon välisessä virtaustilassa sekä heijastin. Heijastimen päällä oleva jännite tulisi säätää siten, että elektroninippu on suurin, koska elektronisuihku tulee takaisin onteloon, mikä varmistaa, että ontelossa stimuloidaan suurinta energiaa säteestä kohti radiotaajuusvärähtelyjä.
Heijastimen jännite muuttuu hieman edullisimmasta arvosta, joka vaikuttaa taajuuden ja lähtötehon muutoksiin. Tämä tulos antaa edun vastaanottimien automaattiselle taajuusohjaukselle ja lähettimien taajuusmodulaatiolle. Modulaation taso, joka vaikuttaa viestintään, on vähän riittävä, jotta lähtöteho pysyy periaatteessa vakaana.
Heijastimen jännitettä varten on säännöllisesti useita osioita, joissa vahvistin kääntyy. Ne on määritelty lomakkeilla. Vahvistimen elektronista muunnosaluetta merkitään yleensä taajuuden muutoksella puolen tehopisteen välillä. Nämä tehopisteet ovat värähteleviä, missä lähtöteho on puolet muodon suurimmasta tuotoksesta. Tätä vahvistinta muutetaan useissa sovelluksissa virran kanssa puolijohdetekniikka .
Kahden Cavity Klystronin ja Reflex Klystronin välinen ero
Kahden onteloklystronin ja refleksiklystronin välinen ero sisältää seuraavat.
- Kahden ontelon klystron on yksinkertaisin klystron-putki.
- Se sisältää kaksi mikroaaltouunin resonaattoria, nimittäin buncherin ja sieppaajan.
- Tätä klystronia voidaan käyttää vahvistimena.
- Reflex Klystron on yksi ontelolaite.
- Reflex Klystronia käytetään oskillaattorina.
- Tämän klystronin nimi on otettu sen elektronisäteen refleksitoiminnon vuoksi.
- Tämä klystroni on täysin erilainen onteloklystronista, koska sillä on yksi ontelo ja sitä käytetään muuten modulaatioon.
Klystron-vahvistimien sovellukset
Klystronivahvistinsovellukset sisältävät seuraavat.
- klystronivahvistimien sovellukset osallistua satelliittiin, suurenergiseen fysiikkaan, laajakaistiseen suuritehoiseen viestintään, tutka-, lääketieteellisiin, hiukkaskiihdyttimiin jne.
- Tällä hetkellä GRC ( Global Resource Corporation ) hyödyntää näitä vahvistimet päivittäisten hiilivetyjen muuntamiseksi materiaaleiksi, autojätteeksi, kivihiileksi, dieselpolttoaineeksi, öljyhiekaksi, öljyliuskeiksi jne.
- Klystron-vahvistimet voivat tuottaa paljon parempia tuloksia mikroaaltotehosta verrattuna Gunn-diodit jotka on nimetty kiinteän tilan mikroaaltolaitteiksi.
- Yleensä näitä vahvistimia käytetään, kun lähtöalueet ovat 50 MW ja 50 kW taajuudella 2856 MHz. Joten niitä käytetään satoista MHz: stä satoihin GHz: iin
- Tutkien klystroni antaa lähtötehon 1 MW: n taajuudella 2380 MHz: ssä
Näin ollen tämä on kaikki noin klystron vahvistimet, tyypit, erot ja niiden sovellukset. Edellä olevasta tiedosta voidaan lopuksi päätellä, että nämä vahvistimet ovat nopeusmoduloituja samoin kuin suuritehoiset mikroaaltoputket. Näitä käytetään vahvistimina tutkalaitteissa. Nämä vahvistimet hyödyntävät siirtymäajan vaikutusta muuttamalla elektronisuihkun nopeutta. Klystroni sisältää yhden tai useita onteloita, joita käytetään elektronialueen modulointiin putken akselin alueella. Tässä on kysymys sinulle, mikä on Klystron-vahvistimen tehtävä?
