Τύποι ενισχυτών Klystron και οι εφαρμογές τους

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





Ο όρος klystron προέρχεται από τη βλαστική μορφή ενός ελληνικού ρήματος (klys) που αναφέρεται στη ροή των κυμάτων που σπάζουν δίπλα σε μια ακτή, καθώς και το τελευταίο μέρος του ο όρος ηλεκτρόνιο . Οι εφευρέτες του klystron είναι δύο αδέλφια δηλαδή Sigurd Varian και Ράσελ από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ το έτος 1937 και διατίθεται το έτος 1939. Οι πληροφορίες σχετικά με τον ενισχυτή klystron επηρεάστηκαν από τους ερευνητές ραντάρ των ΗΠΑ και του ΗΒ. Αυτό το άρθρο παρέχει μια επισκόπηση του ενισχυτής klystron , τύποι , και είναι εφαρμογές

Τι είναι ο ενισχυτής Klystron;

Το Κλύστρον ο ενισχυτής είναι μια συσκευή χρησιμοποιείται για την ενίσχυση σημάτων συχνότητας μικροκυμάτων που φτάνουν σε υψηλά στάδια κέρδους ισχύος εφαρμόζοντας τις αρχές του σωλήνα κενού καθώς και την έννοια δέσμευσης ηλεκτρονίων. Το εύρος περιοχής UHF του ενισχυτή klystron κυμαίνεται από 300 MHz-3 GHz έως 400 GHz. Αυτά μπορούν να εφαρμοστούν σε διαφορετικούς τύπους βιομηχανιών, όπως δορυφορική, τηλεοπτική μετάδοση, ιατρική, ραντάρ, επιταχυντές σωματιδίων κ.λπ.




Ενισχυτής Klystron

Ενισχυτής Klystron

ο δουλειά του Klystron μπορεί να γίνει με τα ακόλουθα βήματα.



  • Το όπλο ηλεκτρονίων στο klystron παράγει ροή ηλεκτρονίων.
  • Η ταχύτητα των ηλεκτρονίων θα ελέγχεται από τις κοιλότητες συσσώρευσης έτσι ώστε να μπορούν να εισέλθουν σε δέσμες στην έξοδο της κοιλότητας.
  • Η ομάδα των ηλεκτρονίων διεγείρει τα μικροκύματα στην κοιλότητα o / p του ενισχυτή.
  • Η ροή των μικροκυμάτων στον κυματοδηγό τα μετακινεί στον επιταχυντή.
  • Τέλος, τα ηλεκτρόνια θα απορροφηθούν στη στάση δέσμης.

Ταξινόμηση του ενισχυτή Klystron

Αυτά τα ενισχυτές είναι ενεργητικοί σωλήνες κενού μικροκυμάτων και διαμορφώνονται με ταχύτητα που χρησιμοποιείται σε κάποιο είδος συστήματα ραντάρ . Αυτές οι συσκευές κάνουν χρήση του αποτελέσματος του χρόνου μεταφοράς αλλάζοντας την ταχύτητα της δέσμης ηλεκτρονίων. Ένας ενισχυτής klystron αποτελείται από μία ή περισσότερες κοιλότητες. Ένας ενισχυτής klystron περιλαμβάνει μία ή περισσότερες κοιλότητες που παίζουν ουσιαστικό ρόλο στον σωλήνα klystron ελέγχοντας το ηλεκτρικό πεδίο στην περιοχή του άξονα του σωλήνα klystron. Αυτά κατηγοριοποιούνται σε δύο τύπους ανάλογα με τις κοιλότητες που περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

  • Ενισχυτής klystron δύο κοιλοτήτων
  • Ενισχυτής αντανακλαστικών klystron

Ενισχυτής Klystron δύο κοιλοτήτων

Αυτοί οι τύποι ενισχυτών Cavity Klystron περιλαμβάνουν διάφορες κοιλότητες που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο του ηλεκτρικού πεδίου στην περιοχή του άξονα του σωλήνα klystron. Ένα δίκτυο είναι διατεταγμένο στο κέντρο πολλών κοιλοτήτων για να αφήσει τη ροή των ηλεκτρονίων. Εδώ, η κύρια κοιλότητα από τη συσκευή ζεύξης ονομάζεται Buncher ενώ η επόμενη κοιλότητα από τη συσκευή ζεύξης ονομάζεται Catcher.

Η κατεύθυνση της περιοχής αλλάζει με τη συχνότητα της κοιλότητας Buncher, έτσι ώστε το υποκατάστατο να βιάζεται και να επιβραδύνει τα ηλεκτρόνια δέσμης που ρέουν σε όλα τα δίκτυα. Ο εξωτερικός χώρος των δικτύων Buncher ονομάζεται χώρος μετατόπισης, ο οποίος μπορεί να δημιουργηθεί με τα ηλεκτρόνια σε αυτήν την περιοχή όταν τα γρήγορα ηλεκτρόνια περνούν τα ηλεκτρόνια που ρέουν αργά.


Ενισχυτής δύο κοιλοτήτων Klystron

Ενισχυτής δύο κοιλοτήτων Klystron

Η κύρια λειτουργία της κοιλότητας σύλληψης είναι να απορροφά ενέργεια από τη δέσμη του ηλεκτρονίου. Τα δίκτυα σύλληψης είναι διατεταγμένα με δοκό, σε μια θέση όπου οι δέσμες παράγονται πλήρως. Η θέση αποφασίζεται με το χρόνο μεταφοράς δέσμων στην κανονική ραδιοσυχνότητα των κοιλοτήτων. Ο συλλέκτης παίρνει τη δύναμη της δέσμης ηλεκτρονίων καθώς και την αλλάζει σε θερμοκρασία & ακτινοβολία Χ. Μια επιπλέον κοιλότητα μεταξύ των εισόδων καθώς και των κοιλοτήτων εξόδου του θεμελιώδους klystron μπορεί να ενισχύσει την ισχύ εξόδου, την ενίσχυση και την αποτελεσματικότητα του klystron. Πρόσθετες κοιλότητες παρέχουν ταχύτητα για τη ρύθμιση της δέσμης ηλεκτρονίων καθώς και για την παραγωγή ενισχυμένης ενέργειας που είναι προσβάσιμη στην έξοδο.

Ενισχυτής Reflex Klystron

Το Reflex klystron επινοείται από Ρόμπερτ Σούτον , έτσι ένα άλλο όνομα αυτού του ενισχυτή klystron είναι Σωλήνας Sutton . Είναι ένας σωλήνας χαμηλής ισχύος και λειτουργεί ως ταλαντωτής. Αυτός ο ενισχυτής χρησιμοποιείται κυρίως ως ένας ταλαντωτής μέσα σε έναν διαμορφωτή δεκτών ραντάρ καθώς και πομπούς μικροκυμάτων. Ωστόσο, αυτές οι συσκευές αντικαθίστανται με ημιαγωγό συσκευές μικροκυμάτων.

Σε αυτόν τον τύπο ενισχυτή, η ροή της δέσμης ηλεκτρονίων θα είναι σε μια μοναδική συντονισμένη κοιλότητα, και τα ηλεκτρόνια θα ενεργοποιούνται με ένα πιστόνι ηλεκτρονίων σε ένα μέρος του σωλήνα. Αφού αφήσουν τη χρήση της συντονιστικής κοιλότητας, αναπαράγονται με ένα αρνητικά διεγερμένο ηλεκτρόδιο ανακλαστήρα που προορίζεται για άλλη διέλευση σε όλη την κοιλότητα, όπου στη συνέχεια συλλέγονται.

Ενισχυτής Reflex Klystron

Ενισχυτής Reflex Klystron

Κάθε φορά που η δέσμη ενός ηλεκτρονίου ρέει σε όλη την κοιλότητα, ονομάζεται διαμόρφωση ταχύτητας. Η συναρμολόγηση των δέσμων ηλεκτρονίων πραγματοποιείται στο χώρο ροής μεταξύ της κοιλότητας καθώς και ενός ανακλαστήρα. Η τάση στο πάνω μέρος του ανακλαστήρα πρέπει να ρυθμιστεί έτσι ώστε η δέσμευση ηλεκτρονίων να είναι στο υψηλότερο επειδή η δέσμη ηλεκτρονίων επιστρέφει στην κοιλότητα, επαληθεύοντας έτσι την υψηλότερη ενέργεια θα διεγείρεται στην κοιλότητα από τη δέσμη προς τις ταλαντώσεις RF.

Η τάση του ανακλαστήρα θα αλλάξει λίγο από την πιο ευνοϊκή τιμή, η οποία επηρεάζει μια διακύμανση της συχνότητας και την απώλεια ισχύος εξόδου. Αυτό το αποτέλεσμα δίνει ένα όφελος για τον αυτόματο έλεγχο συχνότητας σε δέκτες και στη διαμόρφωση συχνότητας για πομπούς. Το επίπεδο διαμόρφωσης που επηρεάζει την επικοινωνία είναι λίγο επαρκές ώστε η ισχύς εξόδου να παραμένει ουσιαστικά σταθερή.

Υπάρχουν τακτικά πολλά τμήματα για την τάση του ανακλαστήρα όπου ο ενισχυτής θα ταλαντεύεται αυτά καθορίζονται με φόρμες. Το εύρος ηλεκτρονικής τροποποίησης για τον ενισχυτή δηλώνεται γενικά από την αλλαγή συχνότητας μεταξύ των μισών σημείων ισχύος. Αυτά τα σημεία ισχύος θα έχουν τη μορφή ταλαντώσεων όπου η ισχύς εξόδου είναι το ήμισυ της υψηλότερης εξόδου στη φόρμα. Αυτός ο ενισχυτής θα αλλάξει σε πολλές εφαρμογές με το τρέχον τεχνολογία ημιαγωγών .

Διαφορά μεταξύ Two Cavity Klystron και Reflex Klystron

Η διαφορά μεταξύ των δύο κοιλότητας klystron και reflex klystron περιλαμβάνει τα ακόλουθα.

  • Το klystron δύο κοιλοτήτων είναι ο απλούστερος σωλήνας klystron.
  • Περιλαμβάνει δύο αντηχεία με κοιλότητες μικροκυμάτων, δηλαδή το buncher & το catcher.
  • Αυτό το klystron μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενισχυτής.
  • Το Reflex Klystron είναι μια συσκευή με μία κοιλότητα.
  • Το Reflex Klystron χρησιμοποιείται ως ταλαντωτής.
  • Το όνομα αυτού του klystron λαμβάνεται λόγω της αντανακλαστικής του δράσης με δέσμη ηλεκτρονίων.
  • Αυτό το klystron είναι τελείως ανόμοιο από το klystron με κοιλότητα, επειδή έχει μία μόνο κοιλότητα και χρησιμοποιείται για διαμόρφωση, διαφορετικά, αποδιαμόρφωση.

Εφαρμογές ενισχυτών Klystron

Οι εφαρμογές ενισχυτών klystron περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

  • ο εφαρμογές ενισχυτών klystron εμπλέκονται σε δορυφορική, φυσική υψηλής ενέργειας, επικοινωνία υψηλής ισχύος ευρείας ζώνης, ραντάρ, ιατρική, επιταχυντές σωματιδίων κ.λπ.
  • Προς το παρόν, GRC ( Global Resource Corporation ) τα χρησιμοποιεί ενισχυτές για τη μετατροπή των υδρογονανθράκων σε καθημερινά υλικά, απόβλητα αυτοκινήτων, άνθρακα, ντίζελ, άμμος πετρελαίου, σχιστόλιθο κ.λπ.
  • Οι ενισχυτές Klystron μπορούν να παράγουν πολύ ανώτερες εξόδους ισχύος μικροκυμάτων σε σύγκριση με Δίοδοι Gunn που ονομάζονται συσκευές μικροκυμάτων στερεάς κατάστασης.
  • Γενικά, αυτοί οι ενισχυτές χρησιμοποιούνται όπου το εύρος εξόδων θα είναι 50 MW καθώς και 50 kW στα 2856 MHz. Έτσι χρησιμοποιούνται από εκατοντάδες MHz έως εκατοντάδες GHz
  • Το klystron στα ραντάρ δίνει ισχύ εξόδου στην περιοχή 1 MW στα 2380 Mhz

Αυτό λοιπόν είναι όλο για τον Κλιστρόν ενισχυτής, τύποι, διαφορές και οι εφαρμογές τους. Από τις παραπάνω πληροφορίες επιτέλους, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι αυτοί οι ενισχυτές διαμορφώνονται με ταχύτητα καθώς και σωλήνες μικροκυμάτων υψηλής ισχύος. Αυτά χρησιμοποιούνται ως ενισχυτές σε εξοπλισμό ραντάρ. Αυτοί οι ενισχυτές χρησιμοποιούν ένα αποτέλεσμα του χρόνου μεταφοράς αλλάζοντας την ταχύτητα της δέσμης ηλεκτρονίων. Ένα klystron περιέχει μία ή περισσότερες κοιλότητες που χρησιμοποιούνται για τη διαμόρφωση της περιοχής ηλεκτρονίων στην περιοχή του άξονα του σωλήνα. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η λειτουργία ενός ενισχυτή Klystron;