Radartutorial .eu

Klistron

Klistronlar, GHz bandında çalışan ve çok yüksek çıkış güçlerini sağlayabilen bir yüksek güç yükseltecidir. Bütün klistronlar, yine farklı yayılım hızlarından ötürü elektronların yoğunluk modülasyonun yer aldığı hız modülasyon tüplerinin çalışma prensiplerine benzer bir çalışma sistemine sahiptir.

„Klistron” adı altında farklı çalışma prensiplerine sahip, birden fazla tüp çeşidi vardır:

• Çok kovuklu klistron
• Yansımalı klistron

 

İki kovuklu klistron

Bir çift kovuklu klistronun yükseltme işlevi, giriş sinyalinin ritmine uygun olarak, birbiri ardına sırayla elektronların hızlanması ve gecikmesi prensibine dayanır. Elektronların farklı hızlara sahip olmaları nedeniyle (hız modülasyonu), yayılma yönünde belirli yerlerde elektron yığılmaları (yoğunluk modülasyonu) meydana gelir. Bu noktada enerji kapmak istendiğinde giriş sinyaline kıyasla çok yüksek bir yükselme elde edilir.

Katottan yollanan ve anoda doğru hızlanan elektronlar akış yolunda kollektöre doğru hareketlerine devam ederler. Elektronlar girişteki yüksek frekanslı sinyalin değişmesine uygun olarak hızlanır ve yavaşlarlar. Çıkış çınlayıcısında (rezonatör) giriş salınımını ritmine uygun olarak tekrarlanan bir elektron paketi ortaya çıkar.

Bu yüksek frekanslı salınım giriş sinyaline göre oldukça yükselmiş ve salınan kovuk çınlayıcısından sağılır. Kollektör kalan enerjiyi alarak ısı ve röntgen ışınlarına çevirir.

Klistronun yükseltim değerinin, çıkış gücünün ve verimliliğinin elektron ışınımları boyunca kovuk çınlayıcıları ilavesiyle önemli ölçüde arttırılabilmesi mümkündür. Bu ilave kovuk çınlayıcıları elektronların hız modülasyonunu kuvvetlendirir ve daha fazla sağılan bir çıkış gücü sağlarlar.

Yansımalı klistron

Bir diğer hız modülasyon tüpü ise, sıkça yüksek frekans osilatörü olarak kullanılan, yansımalı klistrondur. Yansımalı klistronda, çok kovuklu klistronlarda kullanılan kollektörlerin yerine bir eksi yüklü yansıtıcı plaka bulunur. Öz rezonansında (natural resonance) salınan kovuk çınlayıcısında elektron ışınımına (radiation) bilinen hız modülasyonu uygulanır. Bir zayıflamamış salınım için gerekli geri besleme, yoğunluk modülasyonu sonucu ortaya çıkan elektron paketlerinin eksi yüklü yansıtıcı plaka tarafından kovuk çınlayıcısına geri gönderilmesi ve orada enerjilerini bir kere daha kovuk çınlayıcısına bırakması ile sağlanır. Bu eksi ön gerilimli yansıtıcı plakaya İngilizce de, püskürtücü anlamında „repeller” denir. Elektron ışınımın yansıtıldığı bu hız modülasyon tüpü bu nedenle „yansımalı klistron” bilinir.

Yansımalı klistronun çalışması için gerekli üç gerilim beslemesi şunlardır:

1. Isıtma gerilimi,
2. elektronların hızlandırılması için kovuk çınlayıcısında artı yüklü anot gerilimi, (sıkça ışınım gerilimi olarak anılır) ve
3. elektron paketlerinin tekrar kovuk çınlayıcısına göndermek için yansıtıcı plakada eksi gerilim.

Elektronların bir keskin demet oluşturması için odaklama, benzeri şekilde kovuk çınlayıcısının pozitif gerilimi tarafından tüp iç bölümünde üretilen manyetik alan sayesinde meydana gelir.