Radartutorial .eu
Kreuzfeldverstärker (Amplitron)
Bild 1: wassergekühltes Amplitron L-4756A in Transportlage
Für das Amplitron werden in der Literatur auch andere Bezeichnungen verwendet, die manchmal auch unterschiedliche Einsatzzwecke markieren:
- Platinotron Oberbegriff für Rückwärtswellenröhre mit geschlossenem Elektronenstrom und unterbrochenem Verzögerungssystem;
- Amplitron Platinotron als nichtlinearer Leistungsverstärker;
- Stabilotron Sonderform des Amplitrons mit Rückkopplung und Resonanzkreis als stabiler HF-Generator;
- Magnetronverstärker (Trivialname)
- Kreuzfeldverstärker
älterer funktionsbezeichnender Name
(engl.: Crossed-Field Amplifier, CFA)
Aufbau des Amplitrons
Bild 2: Schematische Darstellung des Amplitrons
Das Amplitron gehört wie das Magnetron zur Gruppe der Laufzeitröhren, bei denen die Elektronenströmung mit einer längs einer Verzögerungsleitung laufenden elektromagnetischen Welle in Wechselwirkung tritt. Es ähnelt in seinem Aufbau stark dem Magnetron. Wie dieses besteht das Amplitron aus der Kathode (1), dem konzentrisch dazu angeordneten Anodenblock (2) mit dem Verzögerungssystem (4) und einem Magnetsystem.
Der wesentliche Unterschied zwischen Magnetron und Amplitron besteht darin, dass letzteres kein geschlossenes Verzögerungssystem mit nur einem Ausgang hat, sondern sowohl über einen Eingang als auch einen Ausgang verfügt, das Verzögerungssystem unterbrochen ist und dass das Amplitron eine ungerade Anzahl von Resonatoren an der Anode aufweist.
Das zwischen Oxidkathode und der Innenfläche der Resonanzelemente an der Anode bestehende elektrische Feld und das senkrecht dazu wirkende Magnetfeld eines starken Permanent- oder Elektromagneten schaffen die Bedingungen für die Wechselwirkung von Elektronenstrom und elektromagnetischer Welle. Die Elektronen bewegen sich unter dem Einfluss des radial zwischen Kathode und Anode wirkenden elektrischen Feldes und des senkrecht dazu wirkenden magnetischen Feldes auf Epizykloidenbahnen und gruppieren sich zu speichenförmigen Raumladungsspitzen (3).
Eine Verstärkung wird im Amplitron dadurch erreicht, dass die von den am Eingang angelegten HF-Schwingungen hervorgerufene Welle verzögert wird und mit der Raumladung in Wechselwirkung tritt. Dabei muss die Geschwindigkeit der Elektronen (Gruppengeschwindigkeit) in der Nähe der Verzögerungslamellen und die Phasengeschwindigkeit der verzögerten Welle gleich sein. Die Geschwindigkeit der Elektronen hängt von der Anodenspannung, der Induktion des magnetischen Feldes und den Abmessungen des Raumes ab, in dem die Wechselwirkung stattfindet. Bei synchroner Wechselwirkung wächst die Amplitude des hochfrequenten Feldes infolge der Abgabe potentieller Energie der Elektronen. Dieser Verstärkerprozess endet am Ausgang des Verzögerungssystems. Als Mittler der Energieabgabe von der Gleichstromquelle an das HF-Feld dienen die „Raumladungsspitzen”. Das Ergebnis ist die Verstärkung der Leistung des HF-Signals.
