Увод у двоструки Клистрон појачавач

Kardashians at a Call Center (Јун 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Увод у двоструки Клистрон појачавач


Клистрон појачавачи се користе у различитим индустријама, укључујући сателитске системе, емитовање телевизије, радар, акцелераторе честица и медицинско поље. У овом чланку упознат ћемо се о јединственој згради двоструке шупљине и концепту електронског гомила.

Клистрон је уређај за појачавање микроталасних сигнала који постижу високе нивое добијања снаге примјеном принципа вакуумске цијеви и концепта "електронског бунцхинга". Клистрони се користе у сателитским системима, телевизијским програмима и радару, као и акцелератора честица и лекова.

Клистрон су измислили браћа Русселл и Сигурд Вариан на Универзитету Станфорд. Њихов прототип је завршен и успешно демонстриран 30. августа 1937. године.

Клистрони се могу користити у УХФ региону (300 МХз до 3 ГХз) до 400 ГХз. Постоји неколико арома клистрон појачавача. Један од главних типова је рефлексни клистрон, који се првенствено користи као осцилатор.

За овај чланак, међутим, фокусираћемо се на још један популарни тип: двоструки кистрон.

Принципи двоструких клистрона

Геометрија клистронске двоструке кавитације

Двоструки клистрон користи извор електрона (грејач), аноду и катоду као конвенционална вакумска цев. Он такође користи колекторски елемент на крају електронског тока. Грејалица се савијева електронима када се загреје и електрони се избацују из катоде и убрзавају према аноди због високог потенцијала између два елемента. На тај начин се производи фокусни зрак електрона.

У случају двоструког кластона, електронски зрак пролази кроз централну рупу у првом тороидном облику и кроз сличну другу шупљину која се завршава на колектору.

Са сваке стране рупе од шупљине налази се решетка кроз коју пролазе електроне. Интеракција шупљина са гредом која обезбеђује високе нивое амплификације које уређај може произвести.

Слика 2. Изглед клистронске цеви

Цавити

Можда можемо да одвојимо тренутак да разговарамо о шупљини која се користи у груби и хватачу. Кавитета у овој причи је објекат у облику тороидног облика са следећим попречним пресеком:

Слика 3. 3а) Резонантна шупљина; 3б) Еквивалент у псеудо-електричном облику; 3ц) Еквивалентно коло; 3д) Фреквентни одзив.

Ово се такође може приказати као резонантни резервоар резервоара са паралелном регијом кондензатор и кружни део једноручни индуктор као што је приказано на сликама 2б и 2ц.

Шупљина се може направити за резонирање у уском фреквентном опсегу (слика 2д), дефинисану геометријом, наравно. Централни део структуре делује као кондензатор са рупом у њој, где се може пробити електронски зрак. Овај кондензатор, а тиме и пуњење који се примјењује на све што пролази кроз централну рупу, прелазиће се на резонантну фреквенцију.

Из електричне перспективе, капацитивност и индуктивност дефинишу електричну резонантну фреквенцију структуре. Узбудљив сигнал се вањски преносе преко коаксијалне везе приказане на врху слике 2а. Ова коаксијална веза узбуђује шупљину на резонантној фреквенцији.

Елецтрон Бунцхинг

Клистрон користи феномен који се назива електронски бунцхинг који иде на следећи начин:

Електрони у зраку који остављају извор са великом брзином имају приближно једнаку брзину у правцу путовања. Без примене интеракције дуж пута, електрони у зраку ће се наставити на овај начин док се не заврши на колектору. Ако, међутим, постоји структура дуж пута која може да се супротстави кретању електрона, може довести до тога да неки од њих смањују своју брзину. Ово се дешава када је лева бочна мрежа негативна.

Негативна наелектрисана мрежа гура уназад на електроне док пролазе кроз негативну леву мрежу успоравајући их. Док пролазе кроз простор између мрежа и прошле крајње позитивне решетке, електрони су даље успорени позитивном мрежом док их вуче док излазе из отвора.

На супротном електричном циклусу плоча, електрона на почетку се сусрећу са позитивном мрежом, која их повлачи и убрзава кроз мрежу. Сада негативна крајња мрежа их гура брже док их одбија на излазу.

Замислите да сте електрон који пролази кроз бунцхер и вас је успорио бунцхер. Кретали бисте заједно и лагано успорили, тако да би се све друге електроне око себе шириле (у правцу путовања). Живот је добар - пуно простора напред. Али чекај! Цела гомила електрона иза вас се убрзала на већу брзину и сада вам се допадају док успорите у њих! Сада смо у великој групи која се креће кроз простор за дрифт.

Слика 3. На овом дијаграму приказано је понашање електрона, јер електроне прелазе простор размака. А приказује снимак на почетку транзита. Како напредујемо кроз Б до Д, споријата група електрона (плава) прогресивно је преузела бржа група електрона (црвена) која резултира периодом велике густине електрона на кадру Д.

Резултат је модулација густоће или груба пропорционална примењеној сили на електроне као што је пренета резонантна шупљина (да ли то почиње да звучи корисно "Ок, па шта?"), Можете да кажете. Па, ако узмемо сличан резонатор и поставите је, рецимо, тачну удаљеност за оптималну групу и направите коаксијалну везу са резонатором и извадите сигнал као излаз уместо улазног сигнала, сада можемо добити сигнал који је копија улазног сигнала ( бунцхинга) и веома је појачана!

Сада имамо микроваловно појачало снаге засновано на чињеници да је мање уређаја ушло у уређај, а многи су били пропуштени пропорционално улазном сигналу и излазе преко шупљине.