Ultranagy frekvenciasávban mikrohullámú forrás, amely sverxvysokix chastot Diapazon
ultramagas frekvencia tartomány: mikrohullámú forrás - a cikk mikrohullámú frekvenciákon
Gyors előrehaladás terén mikrohullámú technológia nagy mértékben összefügg a találmány speciális elektronikus eszközök - klisztron és a magnetron generálására alkalmas nagy mennyiségű mikrohullámú energia. Generátor a hagyományos vákuumos tranzisztort használt alacsony frekvencián nagyon kevéssé hatékony a mikrohullámú tartományban.
A két fő hátránya a tranzisztor, mint egy mikrohullámú generátor véges tartózkodási idejét az elektron és az elektródok kapacitás. Az első arra a tényre vonatkozik, hogy az elektron igényel egy bizonyos (még ha kicsi) ideje, hogy repülni az elektródok között a vákuum cső. Ez idő alatt, a mikrohullámú tér az ideje változtatni az irányát megfordítjuk, úgy, hogy az elektron kénytelen visszafordulni, mielőtt eléri a másik elektróda. Ennek eredményeként, az elektronok feleslegesen ingadoznak a lámpán belül, anélkül, hogy az energia a rezgőkör a külső áramkörben.
Magnetron. A magnetron, kitalált Nagy-Britanniában a második világháború előtt, ezek a hibák hiányoznak, mint az alapjául vett egy teljesen más megközelítést a generációs mikrohullámú sugárzás - az az elv az üregrezonátor. Csakúgy, mint egy orgona ekkora saját akusztikus rezonancia frekvenciát és rezonanciaüreges saját elektromágneses rezonancia. A falakat az üreg működik, mint egy induktivitás, és a köztük lévő tér - a kapacitás bizonyos rezgőkört. Így a üregrezonátor hasonló a párhuzamos rezgőkör a kisfrekvenciás oszcillátort külön kondenzátorokat és induktor. A méretei a üregrezonátor választjuk, természetesen úgy, hogy ez a kombináció a kapacitás és induktivitás megfelel a kívánt rezonáns frekvencia az ultra-magas.
A magnetron (ábra. 1) több üregek körben szimmetrikusan elrendezett, a katód a központban. Az eszköz kerül a pólusok között egy erős mágnes. Az emittált elektronok által a katód, hatása alatt a mágneses tér mentén mozogni kényszerül a körpályák. Az a sebesség, hogy azok előre meghatározott időben kereszt a periférián a nyitott rések rezonátor. Ugyanakkor ők feladják a mozgási energiát, izgalmas oszcillációk a rezonátor. Ezután az elektronok visszatér a katód, és a folyamat ismétlődik. Ezzel a berendezéssel a repülési időt, és nem zavarja interelectrode kapacitás generáló mikrohullámú energia.
Magnetronok lehet nagy méretű, és akkor ad egy erős mikrohullámú impulzusokat energiát. De a magnetron megvannak a maga hátrányai. Például a rezonátor nagyon magas frekvencián olyan kicsi, hogy nehéz gyártani, és a magnetron, mert kis méretük nem lehet elég erős. Továbbá, a magnetron van szükség a nehéz mágnes, amelyben a kívánt tömeget a mágnes növeli az erejét a készülék. Ezért a nagy teljesítményű magnetron nem alkalmasak a repülőgép fedélzetén.
Klisztron. Ehhez más elektronikus eszközök alapján némileg eltérő elvileg nem igényel külső mágneses tér. A klisztron (ábra. 2), az elektronok mozognak egyenes vonalban a katód a terelőlemez, majd vissza. Így át rés nyitott ürege formájában egy fánk. A vezérlő rács háló és rezonátor vannak csoportosítva egyedi elektronok „vérrögképződés”, úgy, hogy az elektronok át a rés rezonátor csak bizonyos időpontokban. A hiányosságok között a fürtöket igazodik a rezonancia frekvencia a rezonátor úgy, hogy a kinetikus energia az elektronok továbbított rezonátor, miáltal a beállított erős elektromágneses rezgések ott. Ez a folyamat lehet, mint a ritmikus imbolygott az eredeti rögzített hinta.
Az első klisztron meglehetősen alacsony fogyasztású eszközökkel, de ezek később rekordszámú magnetron, mint a nagy teljesítményű mikrohullámú generátorok. klisztron hoztak létre jelentő 10 Mill. watt per impulzus és legfeljebb 100 ezer. watt folyamatos üzemmódban. System Research klisztron lineáris gyorsító 50 kimenetek Mill. Wattos mikrohullámú teljesítmény impulzus.
Klisztron működhet frekvencián akár 120 hertz milliárd .; Azonban, míg a kiadási általában kevesebb, mint egy watt. A fejlett kiviteli alakokban klisztron tervezett struktúra nagy kimeneti teljesítmény a milliméteres tartományban.
Klisztron is szolgálhat erősítők a mikrohullámú jeleket. Ehhez, a bemeneti jel jut a üregrezonátor mesh, majd a sűrűsége az elektron fürtök változik összhangban ezt a jelet.
A haladó hullámú cső (TWT). Egy másik vákuumcső generálására és az amplifikáció az elektromágneses hullámok a mikrohullámú sáv - egy haladó hullámú csövet. Ez egy vékony vákuumcső helyezünk a fókuszáló mágneses tekercset. Belül a cső van egy lassú-vezetékes hélix. Tengelye mentén a hélix áthalad az elektronsugár, és ezt a felerősített jelet hullám fut a hélix. Az átmérő, hossz és a hangmagasság a spirál, és az elektron sebessége úgy van megválasztva, hogy az elektronok kapnak bizonyos mozgási energiájának a haladó hullám.
A rádióhullámok sebességével halad a fény, míg a sebessége az elektronok a nyaláb sokkal kisebb. Azonban, mivel a mikrohullámú jelet kénytelen követni a hélix, a sebesség a haladás tengelye mentén a csövet közel az elektronsugár sebességét. Ezért a haladó hullám hosszú ahhoz, hogy kölcsönhatásba lépnek az elektronok és a felerősített elnyeli az energiát.
Ha a lámpa tartozék külső jelet, akkor felerősíti a véletlen elektromos zaj egy bizonyos rezonancia frekvencia és a TWT működik, mint haladó hullám a mikrohullámú oszcillátor, nem hatalom.
A kimenő teljesítmény a TWT lényegesen kisebb, mint a magnetron és klisztron ugyanazon a frekvencián. Azonban a TWT lehet állítani egy rendkívül széles frekvenciatartományban, és alapul szolgálhat egy nagyon érzékeny az alacsony zajszint erősítőt. Ez a kombináció a tulajdonságok teszik a készülék nagyon értékes TWT mikrohullámú technológia.
Lapos szívó tranzisztorok. Bár klisztron és magnetron előnyösebbek, mint a mikrohullámú generátorok miatt javulás tapasztalható bizonyos fokú felújított vákuum triodes fontos szerepet játszik, különösen erősítők frekvencián legfeljebb 3 milliárd. Hertz.
Kapcsolatos nehézségek az idő múlásával, kiesik, mivel nagyon kis távolságok az elektródák között. A nem kívánt interelectrode kapacitív minimálisak, mivel az elektródák készülnek háló és minden külső csatlakozások készülnek nagy gyűrűk, amelyek kívül esnek a lámpa. Ahogy a szakterületen szokásos mikrohullámú, az üregrezonátor használt. Rezonátor szorosan körülzárja a lámpa, és a gyűrű csatlakozók érintkezést hozunk az egész kerületen az üreg.
Generátor Gunn. Az ilyen félvezető mikrohullámú generátort javasolt 1963 Dzh.Gannom, alkalmazotti Uotsonovskogo Kutatóközpont IBM Corporation. Jelenleg ezek az eszközök biztosítják a hatalom csak a sorrendben mW frekvencián, kevesebb, mint 24 milliárd forint. Hertz. De ezeken a határokon belül is vannak nyilvánvaló előnyei alacsony fogyasztású klisztron.
Mivel a Gunn dióda egy egykristály a gallium-arzenid, sokkal stabilabb és tartós elvileg, mint klisztron, ahol a katód kell hevíteni, hogy hozzon létre a szükséges elektronok áramlását, és nagy vákuumban szárítjuk. Továbbá a Gunn dióda működik viszonylag alacsony tápfeszültség, míg a klisztron teljesítmény szüksége terjedelmes és költséges áramforrás feszültségét 1000-5000 V.