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Tubes à modulation de vitesse

Le courant continu passant dans un tube à micro-ondes est converti en fréquence micro-onde. Le transfert de puissance entre ces deux modes s’accomplit par une modulation de la vitesse des électrons et une cavité résonnante à faible perte dans le tube.

Le faisceau d'électrons, émis par la cathode chauffée, est focalisé par des électrodes où règne un champ magnétique intense. Il est ensuite accéléré par une tension d'accélération appliquée sur la cathode. L'anode de contrôle permet de moduler le faisceau en intensité et détermine donc le courant du faisceau. Le faisceau traverse une première cavité résonnante. Cette cavité est reliée à la source à amplifier et est excitée par celle-ci. Cette excitation génère un champ électrique variable dans la cavité, dirigé parallèlement à la direction des électrons. Selon le moment où les électrons traversent la cavité, certains sont accélérés et d'autres sont ralentis. La vitesse des électrons est alors modulée en traversant la cavité. Cette modulation de vitesse se transforme en une modulation de densité, c'est-à-dire en une modulation de courant.

Tubes micro-ondes
Tubes à contrôle de densité
Tubes à modulation de vitesse
Tubes à champ croisé
Tubes à faisceau linéaire
Un champ magnétique
est requis
Amplitron
Magnétron
Stabilotron
Tubes à ondes progressives
Carzinotron
EIK/EIO
Klystron
Tube Planar (Triode)
Tubes micro-ondes
Tubes à contrôle de densité
Tubes à modulation de vitesse
Tubes à champ croisé
Tubes à faisceau linéaire
Un champ magnétique
est requis
Tube Planar (Triode)

Ce tableau compare les caractéristiques de différents tubes à modulation de vitesse que l’on retrouve dans les radars. Même si le tube Planar n’est pas à modulation de vitesse, il a été inclus pour agir comme tube-témoin.

  Klystron Tubes à ondes progressives KIE/OIE Magnétron Carcinotron Tube Planar
Fréquence jusqu’à 35 GHz jusqu’à 95 GHz jusqu’à 230 GHz jusqu’à 95 GHz jusqu’à 5 GHz jusqu’à 1.5 GHz
Bande passante 2 - 4 % 10 - 20 % 0,5 - 1 % De 1 à des centaines de MHz 2 GHz 30 - 50%
Puissance de Amplification jusqu’à 50 MW jusqu’à 1 MW jusqu’à 1 kW jusqu’à 10 MW 1 W jusqu’à 1 MW
amplification jusqu’à 60 dB jusqu’à 50 dB 40 - 50 dB - - jusqu’à 20 dB
Usage Amplificateur de puissance pour bande passante restreinte Amplificateur de voltage pour large bande passante, faible bruit Amplificateur et oscillateur de puissance pour bande passante restreinte Oscillateur de grande puissance à fréquence unique Oscillateur à induction de fréquence Amplificateur,

Table 1: Comparaison de divers tubes à modulation de vitesse.