Микроталасне цеви

Harald Kautz-Vella о факторима који утичу на Планетарну свест (Јули 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Микроталасне цеви

Поглавље 13 - Електронске цеви


За екстремно високе фреквенције (изнад 1 ГХз), међелектродни капацитети и закашњења транзитног времена стандардне конструкције електронске цеви постају превелики. Међутим, чини се да не постоји крај креативних начина на који се цеви могу конструисати, а неколико високофреквентних електронских цијевних дизајна направљено је да превазиђу ове изазове.

Откривено је 1939. године да је тороидална шупљина израђена од проводног материјала званог резонатора шупљине која окружује електронски зрак с осцилујућим интензитетом може извући снагу из зрака без стварног пресретања снопа. Осцилујућа електрична и магнетна поља повезана са зраком "одјекнули" унутар шупљине, на начин сличан звуковима путујућих аутомобила који се одражавају у кањону поред пута, омогућавајући пренос радио-фреквенције из зрака на таласовид или коаксијални кабл повезан са резонатором са склопном петљу. Цев је названа индуктивна излазна цев или ИОТ :

Два истраживача која су била инструментална у иницијалном развоју ИОТ-а, пар брата по имену Сигурд и Русселл Вариан, додали су други резонатор шупљине за улаз сигнала у индуктивну излазну цијев. Овај улазни резонатор је деловао као пар индуктивних мрежа да би наизменично "гомилали" и ослободили пакете електрона у доље простору цеви, тако да је електронски зрак био састављен од електрона који путују на различите брзине. Ова "брзина модулације" греда преведена је у исту варијацију амплитуде на излазном резонатору, гдје је енергија извучена из зрака. Браћа Вариан су свој проналазак назвали клистроном .

Други проналазак браће Вариан је био рефлексни клистрон цијев. У овој цеви, електрони емитовани из загрејане катоде пролазе кроз шупљине решетке према плочици за репарацију, затим се одбијају и враћају назад на начин на који су дошли (одатле име рефлекс ) кроз мрежу шупљине. Самостално осцилације би се развиле у овој цеви, чија фреквенција може да се промени подешавањем напона репеллер-а. Због тога, ова цев је функционисала као осцилатор који контролише напон.

Као осцилатор који контролише напон, рефлексне клистронске цеви обично служе као "локални осцилатори" за радарску опрему и микроталасне пријемнике:

Првобитно развијени као уређаји са ниском снагом, чији излаз захтева додатно појачавање употребе радио предајника, рефлексни клистрон дизајн је рафиниран до тачке где су цеви могле да служе као енергетски уређаји сами по себи. Рефлексни клистрони су од тада замењени полупроводничким уређајима у примени локалних осцилатора, али клистрони за амплификацију настављају да користе у високо-фреквенцијским радио предајницима и у научним истраживачким апликацијама.

Једна микроталасна цев испуњава свој задатак тако добро и тако је економично да настави да влада врхунским у конкурентној сфери потрошачке електронике: магнетронској цеви. Овај уређај представља срце сваке микроталасне пећнице, стварајући неколико стотина ватова микроталасне РФ енергије који се користи за загревање хране и пића, и то у складу са најскорљивијим условима за цев: укључено и искључено у случајним временима и случајном трајању.

Магнетне цијеви представљају сасвим другу врсту цијеви него ИОТ и клистрон. Док друге цеви користе линеарни електронски зрак, магнетрон усмерава свој електронски зрак у кружном облику помоћу снажног магнетног поља:

Још једном, резонатори шупљине се користе као микроталасне фреквенције "цјевовода резервоара", што индукује енергију из преносног електронског зрака. Као и сви микроталасно-фреквентни уређаји који користе резонатор шупље, бар једна од резонаторних шупљина се користи са склопном петљу : петља жице магнетно повезује коаксијални кабл са резонантном структуром шупљине, омогућавајући да РФ снага буде усмјерена цев до терета. У случају микроталасне пећнице, излазна снага се усмерава кроз таласовод до хране или пића који се загрева, молекули воде у делују као мале отпорне оптерећења, расипајући електричну енергију у виду топлоте.

Магнет потребан за рад магнетрона није приказан на дијаграму. Магнетни флукс потиче нормално на равнину кружног електронског пута. Другим речима, из погледа цеви приказане на дијаграму, гледате право на један од магнетних полова.