www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Genişletilmiş Etkileşimli Klistron (GEK)

Elektron tabancası
Sabit
mıknatıslar
Etkileşimli
açıklıklar
Geciktirici
hattı gibi çalışan yarık dizisi
Toplayıcı
Soğutma

Resim 1: Bir Genişletilmiş Etkileşimli Klistronun (GEK) in çalışma prensibi

Elektron tabancası
Sabit
mıknatıslar
Etkileşimli
açıklıklar
Geciktirici
hattı gibi çalışan yarık dizisi
Toplayıcı
Soğutma

Resim 1: Bir Genişletilmiş Etkileşimli Klistronun (GEK) in çalışma prensibi

Elektron tabancası
Sabit
mıknatıslar
Etkileşimli
açıklıklar
Geciktirici
hattı gibi çalışan yarık dizisi
Toplayıcı
Soğutma

Resim 1: Bir Genişletilmiş Etkileşimli Klistronun (GEK) çalışma prensibi

Bir klasik klistronda elektron demetindeki bir elektronunun kovuklu çınlayıcının (cavity resonator) yaklaşık yarı salınım (oscillation) süresince bu bölgeyi kat etmesi gerekir. Bu, elektronun hızının (aynı zamanda anot geriliminin) çok yüksek olmasını gerektirir ve artan salınım frekansıyla daha da zorlaşır.

Etkileşimli Genişletilmiş Klistronda da bir klasik klistrondaki olası yüksek çıkış güç ve mekaniksel duyarsızlık gibi olumsuzluklar devam eder. Bu klistron, hem İki Kovuklu Klistronun (Two Cavity Klystron) hem de Bağlaşımlı-oyuklu Yürüyen Dalga Tüplerinin (Coupled Cavity Traveling Wave Tubes) daha da geliştirilmiş bir türevi olarak görülebilir. Genişletilmiş Etkileşimli Klistron, Hız Modülasyon Tüpleri (Velocity- modulated Tubes) sınıfındaki klistronların sağlamlık ile yüksek çıkış gücü özelliğine ve Yürüyen Dalga Tüplerinin (Traveling Wave Tubes) görece daha büyük bant genişlik yeteneğine bir arada sahiptir. Genişletilmiş Etkileşimli Klistronun mikrodalga bandındaki bu yüksek gücü, bant genişliği ve verimlilik yeteneği kovuklu çınlayıcılara açılan bir dizi halindeki bağlaşım yarıklarının kullanmasından kaynaklanır. Bu yarıkların sayısı ve aralıkları uygulamalara bağlı olarak değişebilir. Bu yarık dizisi nispeten düşük seviyede bir anot geriliminin kullanılması sayesinde yüksek frekans bölgesinde iyi bir verimlilik ve ısıl kararlılık sağlar. Halen 18 ila 280 GHz frekans bölgesinde çalışabilecek Genişletilmiş Etkileşimli Klistronlar üretilmektedir.

Resim. 1 de bir Genişletilmiş Etkileşimli Klistronun çalışma prensibi görülmektedir. Katottan salınan, Wehnelt silindiri tarafından bir keskin demet biçimine getirilen elektronlar anoda doğru ilerlerler. Bu elektronlar anot gerilimi etkisinde anoda doğru çok ivmelenirler ve buradaki bir küçük delikten geçerler. Anodun arkasında, sabit mıknatıslarla odaklanan, başlangıçta sabit hızlı bir doğrusal elektron demeti bulunur. Bu elektron demeti kovuklu çınlayıcıları bir tünelle geçer. Çınlayıcılarda, çınlayıcıya açılan etkileşimli deliklere sahip bir yarık dizisi yer alır. Bu yarıklardan her birisi, kovuklu çınlayıcılara sahip, bir yürüyen dalga tüpündeki çınlayıcı dizisi gibi, bir geciktirme hattının (delay line) bir kısa bölümünü oluşturur. Yarıkların sayısı, elektronların yüksek frekanslı salınımlarda bir yüksek kararlılıkta etkili bir hız modülasyonu yapabilmesini sağlayacak şekilde seçilir. Elektron demeti, enerjisinin bir kısmını ikinci çınlayıcıya bir yükseltilmiş YF-salınımı biçiminde bıraktıktan sonra çınlayıcıları terk eder ve toplayıcı (collector) tarafından yakalanır.

Çoklu bağlaşımlı yarıklara sahip bu kovuklu çınlayıcıların yapısı basit ve sağlam olup empedansları da çok yüksektir. Bu, elektron demetinin verimli hız modülasyonuna, ayrıca bir geniş bant genişliği bölgesinde elektron demeti ve çınlayıcılar arasındaki enerji değiş tokuşuna da katkıda bulunur.

Bu yüksek kazanç elektron demetinin keskin bir biçim almasını sağlayan sabit mıknatısların takılmasına imkân veren, nispeten daha kısa tüp boylarında elde edilir. Böylece, devre basit ve kolayca gerçekleştirilebilir. Darbe modülasyonu durumunda, elektron ışınını darbe modülasyonlu bir şekilde kontrol etmek için ışını odaklayan yardımcı anotlar sistemi kullanılır. Yarık dizisinin geometrisinin kısa oluşu parazitik salınım modlarının ortaya çıkma tehlikesini önler ve kararlı kazanca sahip, gürültüsü düşük bir çalışma sağlar.

Genişletilmiş Etkileşimli Osilatör (GEO)

Genişletilmiş Etkileşimli Osilatör (GEO) sadece bir adet kovuklu çınlayıcı ile yapılır. Bu osilatörün yarık dizisi, çınlayıcıları arasında oldukça kuvvetli bağlaşım (coupling) bulunan Bağlaşımlı Oyuklu Yürüyen Dalga Tüplerinin gecikme hattındaki gibi bir etki yapar. Yeterli yükseklikteki demet akımında salınımlar zayıflamaksızın sürer. Elektronların hızı değiştirilerek (anot gerilimi ile) salınım frekansı çınlayıcı frekansının % 0,4 üne kadar ayarlanabilir.