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

Klistron

Akış yolu
Yoğunluk
modülasyonu
Kovuklu çınlayıcı
Kovuklu çınlayıcı
Toplayıcı
Kapma halkası
Katod
Isıtma
Anot
Elektron demeti
YF- girişi
YF- çıkışı

Resim 1: Bir klistronun çalışması

Akış yolu
Yoğunluk
modülasyonu
Kovuklu
çınlayıcı
Kovuklu
çınlayıcı
Toplayıcı
Kapma halkası
Katod
Isıtma
Anot
Elektron demeti
YF- girişi
YF- çıkışı

Resim 1: Bir klistronun çalışması

Akış yolu
Yoğunluk
modülasyonu
Kovuklu
çınlayıcı
Kovuklu
çınlayıcı
Toplayıcı
Kapma halkası
Katod
Isıtma
Anot
Elektron demeti
YF- girişi
YF- çıkışı

Resim 1: Bir klistronun çalışması

Klistron

Klistron, GHz-bölgesinde çalışan ve çok yüksek çıkış güçlerini sağlayabilen bir yüksek güç yükseltecidir. Bununla beraber, tüm klistronlar, Hız Modülasyon Tüplerinin çalışma prensiplerine göre, yani elektronların farklı yayılma hızlarından dolayı bir yoğunluk modülasyonu ile çalışırlar.

„Klistron“ adı altında farklı çalışma prensiplerine sahip, birden daha fazla sayıda tüp çeşidi vardır:

Çalışma şekli

Çift kovuklu klistron

Bir Çift-kovuklu Klistronun yükseltme etkisi (amplification effect) giriş işaretine bağlı olarak elektronların dönüşümlü ivmelenmesine ve yavaşlamasına dayanır. Elektronların farklı hızları nedeniyle (hız modülasyonu) yayılma yönünde belirli yerlerde elektron birikimleri (yoğunluk modülasyonu) meydana gelir. Eğer bu noktada enerji kapılırsa giriş işaretine göre çok büyük bir yükselme meydana gelir.

Katottan anoda doğru ivmelenen elektronlar, anot ile toplayıcı arasındaki boşlukta, toplayıcıya (collector) doğru ilerlemeye devam ederler. Bir yüksek frekanslı giriş işareti uygulandığında, elektronlar girişteki işaretin genliğine uygun olarak ivmelenir ve yavaşlarlar. Çıkış çınlayıcısında giriş salınımının ritmine uygun olarak kendisini tekrarlayan bir elektron paketi oluşur.

Bu yüksek frekanslı salınım, giriş işaretine göre oldukça yükselmiştir ve salınmakta olan kovuklu çınlayıcı tarafından sağılır. Toplayıcı geriye kalan enerjiyi alarak ısıya ve kısmen de röntgen ışınlarına dönüştürür.

Çok kovuklu klistron

Klistronunun; kazancını, çıkış gücünü ve verimliliğini, elektron demetleri boyunca kovuklu çınlayıcılar ilave ederek önemli ölçüde arttırmak mümkündür. Bu ilave kovuklu çınlayıcılar, elektronların hız modülasyonunu kuvvetlendirir, böylece elektronların kümeleşmesi artar ve daha fazla sağılabilen bir çıkış gücü ortaya çıkar.

Yansımalı klistron
Katot
Eşeksenel kablo
kapma halkası ile birlikte
Kovuklu
çınlayıcı
Elektrolar
deliklerden geçiyor

Resim 2: Yansımalı klistronunun kovuk çınlayıcısı

Katot
Eşeksenel kablo
kapma halkası
ile birlikte
Kovuklu
çınlayıcı
Elektrolar
deliklerden geçiyor

Resim 2: Yansımalı klistronunun kovuk çınlayıcısı

Bir diğer sıkça kullanılan hız modülasyon tüpü ise yüksek frekans osilatörü olarak kullanılan yansımalı klistrondur. Yansımalı klistronda çok kovuklu klistronlarda kullanılan toplayıcı yerine bir negatif yüklü yansıtıcı plaka bulunur. Elektron demetine, özgün tınlaşımında (natural resonance) salınan bir kovuklu çınlayıcı tarafından bir bilinen biçimde hız modülasyonu uygulanır. Bir sönümlenmemiş salınım (undamped oscillation) için gerekli geri besleme, hız modülasyonu sonucu ortaya çıkan elektron paketlerinin negatif yüklü yansıtıcı plaka vasıtasıyla enerjilerini tekrardan bıraktıkları kovuklu çınlayıcıya geri gönderilmesi ile sağlanır. Bu negatif ön gerilimli yansıtıcı plakaya „püskürtücü” (repeller) denilir. Bu nedenle elektron demetinin yansıtıldığı bu hız modülasyon tüpüne de „yansımalı klistron“ denilmektedir.

İvmelendirme
anodu
Katot
Kapma halkası
Yansıma
odası
Yansıtıcı
Kovuklu
çınlayıcı

Resim 3: Yansımalı klistronlu devresi

İvmelendirme
anodu
Katod
Kapma halkası
Yansıma
odası
Yansıtıcı
Kovuklu
çınlayıcı

Resim 3: Yansımalı klistronlu devresi

Yansımalı klistronun çalışması için gerekli üç gerilim şunlardır:

  1. Isıtma gerilimi,
  2. Kovuklu çınlayıcıya elektronların ivmelendirilmesi için pozitif anot gerilimi (sıkça demet gerilimi olarak anılır) ve
  3. Elektron paketlerinin tekrardan kovuklu çınlayıcıya göndermek için yansıtıcı plakaya negatif gerilim uygulanması.

Elektronların bir keskin demet biçiminde odaklanması, benzeri şekilde tüpün iç kısmındaki pozitif kovuklu çınlayıcı gerilimi tarafından üretilen elektrostatik alan ile gerçekleşir.

Resim 4: K-806 tipi yansımalı klistron