Ievads divu dobumu Klystron pastiprinātājā

Roswell Incident: Department of Defense Interviews - Gerald Anderson / Glenn Dennis (Maijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Ievads divu dobumu Klystron pastiprinātājā


Klystron pastiprinātāji tiek izmantoti dažādās nozarēs, ieskaitot satelītu sistēmas, televīzijas apraidi, radarus, daļiņu paātrinātājus un medicīnas jomā. Šajā rakstā mēs uzzināsim par divu dobumu klistona unikālo būvniecību un elektronu saplūšanas koncepciju.

Klystron ir ierīce, kas pastiprina mikroviļņu frekvences signālus, kas nodrošina lielu jaudas pieaugumu, piemērojot vakuuma cauruļu principus un "elektronu saplūšanas" jēdzienu. Klystrons tiek izmantoti satelītu sistēmās, televīzijas pārraidēs un radarā, kā arī daļiņu paātrinātājos un medicīnā.

Klistronu izgudroja Stanfordas universitātes brāļi Russell un Sigurd Varian. Viņu prototips tika pabeigts un veiksmīgi demonstrēts 1937. gada 30. augustā.

Klystrons var tikt izmantots UHF reģionā (no 300 MHz līdz 3 GHz) līdz 400 GHz. Ir vairāki klistronu pastiprinātāju aromāti. Viens no galvenajiem veidiem ir reflekss klistons, ko galvenokārt izmanto kā oscilatoru.

Tomēr šim rakstam mēs pievērsīsimies vēl vienam populāram tipam - divu dobumu klistronam.

Divu dobumu klistronu principi

Divu dobumu Klystron ģeometrija

Divu dobumu klistons izmanto elektronu avotu (sildītāju), anodu un katodu kā parasto vakuuma cauruli. Tas arī izmanto kolekcijas elementu elektronu plūsmas beigās. Sildītājs vārās no elektronu, kad tas tiek uzkarsēts, un elektroni tiek izvadīti no katoda un paātrina pret anodu, jo starp abiem elementiem ir augsts dc potenciāls. Tādā veidā tiek iegūts fokusēts elektronu staru kūlis.

Attiecībā uz divu dobumu klistronu elektronu staru caur centrālo caurumu pirmajā toroidveida dobumā un caur līdzīgu otro dobumu, kas beidzas pie kolektora.

Katrā dobuma cauruma pusē ir režģis, caur kuru caurredzami elektroni. Tas ir dobumu mijiedarbība ar gaismu, kas nodrošina augstu pastiprinājuma līmeni, ko ierīce var radīt.

2. attēls . Klystrona caurules izkārtojums

Iedobums

Varbūt mēs varam novirzīt kādu brīdi, lai pārrunātu dobumā, ko izmanto buncher un ķērējs. Šī stāsta dobumā ir toroidveida objekts ar šādu šķērsgriezumu:

3. attēls. 3a) rezonanses dobums; 3b) ekvivalents pseido-elektriskā formā; 3c) ekvivalents ķēdes; 3d) Frekvences atbilde.

To var arī uzrādīt kā rezonanses tvertnes ķēdi ar paralēlo reģionu, kurā kondensators un apļveida daļa ir viena pagrieziena induktors, kā parādīts 2.b un 2.c attēlā.

Dobumu var padarīt rezonēt šaurā frekvenču diapazonā (2.d attēls), kas, protams, ir definēts tā ģeometrijā. Struktūras centrālā daļa darbojas kā kondensators ar caurumu tajā, kurā atrodas elektronu starojums. Šis kondensators un līdz ar to maksa, kas tiek lietota jebko, kas iet caur centrālo caurumu, uzlādēs rezonanses frekvenci.

No elektrības viedokļa kapacitāte un induktivitāte nosaka elektriskās rezonanses struktūras frekvenci. Ārzonā rezonatorā tiek ievadīts aizraujošs signāls, izmantojot pieskares savienojumu, kas attēlots 2.a attēla augšpusē. Šis piestiprinātais savienojums uzbudina dobumu pie rezonanses frekvences.

Electron Bunching

Klystron izmanto parādību, ko sauc par elektronu sagriešanu, un tas notiek šādi:

Elektroniem gaismā, kas atstāj avotu ar lielu ātrumu, visiem ir aptuveni vienāds ātrums ceļojuma virzienā. Ja nav piemērotas mijiedarbības pa ceļu, elektronu sija paliek tādā veidā, līdz tā beidzas pie kolektora. Tomēr, ja pastāv ceļojuma struktūra, kas var iebilst pret elektronu kustību, tā var izraisīt dažu no tām ātruma samazināšanos. Tas notiek, ja kreisās puses režģis ir negatīvs.

Tīkla negatīvā lādiņa nospiež atpakaļ uz elektroniem, jo ​​tie iziet caur negatīvo kreiso tīklu, palēninot to darbību. Tā kā viņi iziet caur atstarpi starp tīkliem un gar garāko vislabāko pozitīvo režģi, pozitīvā režģa elektronus vēl vairāk palēnina, jo tie izvelk tos, kad tie iziet no atveres.

Pretējā plāksnīšu elektriskajā ciklā elektroni sākumā saskaras ar pozitīvu režģi, kas tos velk un paātrina pa bunžu režģiem. Tagad negatīvā labākais tīkls tos stumj ātrāk, jo tas atgrūž tos izejā.

Iedomājieties, ka jūs esat elektrons, kas iet cauri buncher, un jūs palēnināt ar buncher. Jūs braucat kopā un uzmanīgi palēnināsit, tāpēc visi pārējie jūsu apkārtējie elektroni izplatītos (ceļojuma virzienā). Dzīve ir laba, daudz vietas priekšā. Bet pagaidi! Visu ķermeņu elektronu aiz jums paātrinājās līdz lielākam ātrumam, un tagad tie ir tuvojas jums, kā jūs palēnināt uz tiem! Tagad mēs esam lielā ķekārā, kas ceļo pa dreifu.

3. attēls. Šī diagramma parāda elektronu bunching darbību, jo elektroni šķērso drift telpu. A parāda momentuzņēmumu tranzīta sākumā. Kamēr mēs virzāmies caur B-D, lēnākā elektronu grupa (zilā krāsā) pakāpeniski pārņem ātrāk elektronu grupa (sarkana), kā rezultātā periodā ar augstu elektronu blīvumu D rāmī.

Rezultāts ir blīvuma modulācija vai bunching, kas ir proporcionāls pielietotajam spēkam uz elektroniem, kā to dara buncher rezonanses dobums (vai tas sāk izklausīties noderīgi "Ok, tad ko?", Jūs varat teikt. Nu, ja mēs pieņemam līdzīgu rezonatoru un novietojiet to, teiksim, precīzu attālumu, lai iegūtu optimālu bunching, un piestipriniet savienojumu ar rezonatoru un izvelciet signālu kā izeju, nevis ievadi, tagad mēs varam saņemt signālu, kas ir ievades signāla kopija ( bunchings) un ir ievērojami pastiprināts!

Tagad mums ir mikroviļņu jaudas pastiprinātājs, pamatojoties uz to, ka ierīcē ir iekļauti mazāk elektronu, un daudzi citi ir bundched proporcionāli ieejas signālam un tiek izvadīti caur ķiveres iedobumu.