Thuật ngữ klystron được lấy từ dạng gốc của một động từ Hy Lạp (klys) đề cập đến dòng chảy của sóng vỡ bên cạnh một bờ biển, cũng như phần cuối cùng của thuật ngữ electron . Những người phát minh ra klystron là hai anh em, cụ thể là Sigurd Varian và Russel từ Đại học Stanford vào năm 1937, và có sẵn vào năm 1939. Thông tin về bộ khuếch đại klystron bị ảnh hưởng bởi các nhà nghiên cứu radar của Hoa Kỳ và Anh. Bài viết này cung cấp một cái nhìn tổng quan về bộ khuếch đại klystron , các loại , và nó các ứng dụng
Klystron Amplifier là gì?
The klystron bộ khuếch đại là một thiết bị được sử dụng để khuếch đại tín hiệu tần số vi sóng đạt đến mức tăng công suất cao bằng cách áp dụng các nguyên tắc của ống chân không cũng như khái niệm bó điện tử. Dải vùng UHF của bộ khuếch đại klystron nằm trong khoảng từ 300 MHz-3 GHz đến 400 GHz. Chúng có thể được ứng dụng trong các loại hình công nghiệp khác nhau như vệ tinh, phát sóng truyền hình, y tế, radar, máy gia tốc hạt, v.v.
Bộ khuếch đại Klystron
Các làm việc của Klystron có thể được thực hiện bằng các bước sau.
- Súng điện tử trong klystron tạo ra dòng điện tử.
- Tốc độ của các điện tử sẽ được điều khiển bởi các hốc chùm để chúng có thể đi vào thành chùm ở đầu ra của hốc.
- Nhóm các điện tử kích thích vi sóng trong khoang o / p của bộ khuếch đại.
- Luồng vi sóng vào ống dẫn sóng di chuyển chúng đến máy gia tốc.
- Cuối cùng, các điện tử sẽ bị hấp thụ trong chùm tia dừng.
Phân loại Ampli Klystron
Những bộ khuếch đại là các ống chân không vi sóng năng lượng & được điều chế với vận tốc được sử dụng trong một số loại hệ thống radar . Các thiết bị này tận dụng hiệu ứng của thời gian truyền bằng cách thay đổi vận tốc của chùm điện tử. Một bộ khuếch đại klystron bao gồm một hoặc một số khoang. Bộ khuếch đại klystron bao gồm một hoặc nhiều khoang đóng vai trò thiết yếu trong ống klystron bằng cách điều khiển điện trường trong vùng trục của ống klystron. Chúng được phân loại thành hai loại tùy thuộc vào lỗ sâu răng bao gồm những loại sau.
- Bộ khuếch đại klystron hai khoang
- Bộ khuếch đại klystron phản xạ
Bộ khuếch đại Klystron hai khoang
Các loại Bộ khuếch đại Klystron khoang này bao gồm các khoang khác nhau được sử dụng để điều khiển điện trường trong khu vực trục của ống klystron. Một mạng lưới được bố trí trong trung tâm của nhiều hốc để cho các electron chuyển động. Ở đây, khoang chính của thiết bị ghép nối được gọi là Buncher trong khi khoang tiếp theo của thiết bị ghép nối được đặt tên là Catcher.
Hướng của vùng thay đổi theo tần số của khoang Buncher, do đó chất thay thế lao nhanh và làm chậm các tia điện tử di chuyển qua các mạng. Không gian bên ngoài của mạng Buncher được đặt tên là không gian trôi, có thể được tạo ra với các điện tử trong vùng này khi các điện tử nhanh vượt qua các điện tử chảy chậm.
Bộ khuếch đại Klystron hai khoang
Chức năng chính của khoang bắt là lấy năng lượng từ chùm electron. Các mạng lưới bắt được bố trí với một chùm, ở vị trí mà các chùm được tạo ra hoàn toàn. Vị trí được quyết định với thời gian chuyển giao của các chùm ở tần số vô tuyến bình thường của các khoang. Bộ thu nhận năng lượng của chùm điện tử cũng như thay đổi nó thành nhiệt độ và bức xạ X. Một khoang bổ sung giữa các khoang đầu vào cũng như đầu ra của klystron cơ bản có thể nâng cao công suất đầu ra, khả năng khuếch đại và hiệu quả của klystron. Các khoang bổ sung cung cấp vận tốc để điều chỉnh chùm điện tử cũng như tạo ra năng lượng nâng cao có thể truy cập được ở đầu ra.
Bộ khuếch đại Klystron phản xạ
Reflex klystron được phát minh bởi Robert Sutton , vì vậy tên khác của bộ khuếch đại klystron này là Sutton ống . Nó là một ống công suất thấp và hoạt động như một bộ dao động. Bộ khuếch đại này chủ yếu được sử dụng như một bộ dao động trong một bộ điều biến của máy thu radar cũng như máy phát vi sóng. Tuy nhiên, các thiết bị này được thay thế với chất bán dẫn các thiết bị vi sóng.
Trong loại bộ khuếch đại này, dòng tia điện tử sẽ xuyên suốt một khoang cộng hưởng duy nhất, và các điện tử sẽ được cung cấp năng lượng bằng súng điện tử vào một phần của ống. Sau khi cho phép sử dụng khoang cộng hưởng, chúng được tái tạo bằng một điện cực phản xạ kích thích âm dành cho một lần đi qua khác trong khoang, nơi chúng được thu lại.
Bộ khuếch đại Klystron phản xạ
Bất cứ khi nào chùm điện tử chạy khắp khoang, nó được gọi là vận tốc được điều biến. Sự tập hợp các chùm electron diễn ra trong không gian dòng chảy giữa khoang cũng như một tấm phản xạ. Điện áp trên đỉnh của bộ phản xạ phải được điều chỉnh sao cho chùm điện tử sẽ ở mức cao nhất vì chùm điện tử quay trở lại khoang, do đó xác minh rằng năng lượng cao nhất sẽ được kích thích trong khoang từ chùm hướng tới dao động RF.
Điện áp của bộ phản xạ sẽ thay đổi một chút so với giá trị thuận lợi nhất, ảnh hưởng đến sự thay đổi của tần số và tổn thất công suất đầu ra. Kết quả này mang lại lợi ích cho việc điều khiển tần số tự động trong máy thu và điều chế tần số cho máy phát. Mức độ điều chế ảnh hưởng đến truyền thông là ít đủ để công suất đầu ra về cơ bản vẫn ổn định.
Thường xuyên có một số phần cho điện áp của bộ phản xạ, nơi bộ khuếch đại sẽ dao động, chúng được chỉ định với các hình thức. Phạm vi điều chỉnh điện tử cho bộ khuếch đại thường được biểu thị bằng sự thay đổi tần số giữa các nửa điểm công suất. Các điểm công suất này sẽ ở dạng dao động trong đó công suất đầu ra bằng một nửa sản lượng cao nhất trong dạng. Bộ khuếch đại này sẽ được thay đổi trong một số ứng dụng với dòng điện công nghệ bán dẫn .
Sự khác biệt giữa hai khoang Klystron và phản xạ Klystron
Sự khác biệt giữa hai klystron khoang và klystron phản xạ bao gồm những điều sau đây.
- Ống klystron hai khoang là ống klystron đơn giản nhất.
- Nó bao gồm hai bộ cộng hưởng khoang vi sóng cụ thể là bộ tạo chùm & bộ bắt.
- Klystron này có thể được sử dụng như một bộ khuếch đại.
- Reflex Klystron là một bộ máy khoang đơn.
- Reflex Klystron được sử dụng như một bộ dao động.
- Tên của klystron này được lấy do hoạt động phản xạ chùm tia điện tử của nó.
- Klystron này hoàn toàn khác với klystron khoang vì nó có một khoang duy nhất và được sử dụng để điều chế, nếu không thì giải điều chế.
Ứng dụng Bộ khuếch đại Klystron
Các ứng dụng của bộ khuếch đại klystron bao gồm những điều sau đây.
- Các ứng dụng của bộ khuếch đại klystron liên quan đến vệ tinh, vật lý năng lượng cao, truyền thông năng lượng cao băng thông rộng, radar, y tế, máy gia tốc hạt, v.v.
- Hiện tại, GRC ( Tổng công ty tài nguyên toàn cầu ) đang sử dụng những bộ khuếch đại để chuyển hóa hydrocacbon trong vật liệu hàng ngày, chất thải ô tô, than đá, nhiên liệu diesel, cát dầu, đá phiến dầu, v.v.
- Bộ khuếch đại Klystron có thể tạo ra công suất vi sóng cao hơn nhiều so với Điốt Gunn được đặt tên là thiết bị vi sóng trạng thái rắn.
- Nói chung, các bộ khuếch đại này được sử dụng ở nơi có phạm vi đầu ra là 50 MW cũng như 50 kW ở 2856 MHz. Vì vậy, chúng được sử dụng từ hàng trăm MHz đến hàng trăm GHz
- Klystron trong radar cho công suất đầu ra trong khoảng 1 MW ở 2380 Mhz
Vì vậy, đây là tất cả về klystron bộ khuếch đại, các loại, sự khác biệt và ứng dụng của chúng. Từ những thông tin trên, cuối cùng chúng ta có thể kết luận rằng những bộ khuếch đại này được điều biến vận tốc cũng như các ống vi sóng công suất cao. Chúng được sử dụng làm bộ khuếch đại trong thiết bị radar. Các bộ khuếch đại này sử dụng hiệu ứng của thời gian truyền bằng cách thay đổi vận tốc chùm điện tử. Một klystron chứa một hoặc một số lỗ trống được sử dụng để điều chỉnh vùng electron trong vùng trục của ống. Dưới đây là một câu hỏi cho bạn, Chức năng của Bộ khuếch đại Klystron là gì?
