12.7 KB · ⇊ 4 parts · ⤓ Micron 12.7 KB · ⤓ HTML 23.8 KB

top

Il mwcqklystron è un mwcgtubo a vuoto di tipo a mwcwmwdaelettroni liberi e a mwdqfascio lineare.

Il nome deriva dalla parola mwdwgreca κλύς (mweaklys), che si riferisce all'infrangersi delle onde sulla spiaggia, associata al suffisso che indica la natura mweqelettronica del dispositivo.

Il klystron è utilizzato come mwewoscillatore e mwfaamplificatore di mwfqmicroonde e mwfgfrequenze radio per generare il segnale di bassa mwfwpotenza per i ricevitori mwgaradar a mwgqsupereterodina e per generare mwggportanti di alta potenza, sia per le mwgwtelecomunicazioni sia per alimentare gli mwhaacceleratori lineari di particelle.

Rispetto al mwhgmagnetron ha la caratteristica di mantenere la mwhwcoerenza del segnale amplificato, così il segnale in uscita può essere esattamente controllato in ampiezza, mwiafrequenza e mwiqfase.

Inventori del klystron sono i fratelli mwiwRussel e mwjaSigurd Varian della mwjqStanford University. Il loro mwjgprototipo fu completato nell'agosto del mwjw1937 e la novità, pubblicata nel mwka1939, ebbe notevole influenza sullo sviluppo del radar nel mwkqRegno Unito e negli mwkgStati Uniti. I Varian fondarono una ditta per commercializzare la loro idea.

• Varianti

• Klystron a due camere

• Klystron reflex

• Klystron multicavità

• Klystron floating drift

• Applicazioni

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

In questo tipo di klystron, un fascio di elettroni emessi dal mwlwcatodo di un mwmacannone elettronico è iniettato in una cavità risonante. Il fascio elettronico è mantenuto focalizzato da un mwmqcampo magnetico parallelo e trasferito attraverso un tubo di passaggio (chiamato tubo di drift) ad una seconda cavità contenente l'mwmganodo. Durante l'attraversamento del tubo di drift il fascio subisce una mwmwmodulazione di velocità da parte del segnale entrante. All'ingresso della seconda cavità, la modulazione di velocità si trasforma in una modulazione di densità, si formano cioè dei mwnapacchetti di elettroni addensati. Questi pacchetti, entrando nella cavità, inducono la formazione di mwnqonde stazionarie alla stessa frequenza del segnale di ingresso. Il segnale così prodotto, molto più intenso di quello iniziale, viene prelevato da appositi accoppiatori.

Il klystron a due camere può essere facilmente convertito in oscillatore realizzando un circuito di mwnwretroazione dall'uscita all'ingresso. Questa configurazione è uno dei generatori di microonde con il minore mwoarumore elettrico e per questo è spesso usata nei radar per il puntamento di mwoqmissili.

Il klystron a due camere normalmente produce più potenza rispetto al tipo reflex, tipicamente mwowwatt contro milliwatt. Inoltre, non essendoci riflettore, è richiesta una sola alimentazione ad alta tensione, ma questa tensione deve essere regolata su un preciso valore perché il tubo oscilli. Questo dipende dal fatto che la formazione dell'onda di densità deve avvenire esattamente in prossimità dell'ingresso della seconda cavità, e poiché quest'ultima posizione è fissa, occorre agire sul mwpacampo elettrico e quindi sulla velocità degli elettroni. Non è perciò possibile effettuare una mwpqmodulazione di frequenza.

Nella variante reflex, il fascio elettronico è contenuto in un'unica cavità metallica risonante. Gli elettroni sono inviati verso una estremità del tubo dal cannone elettronico e dopo avere attraversato la mwqacavità risonante sono riflessi all'indietro da un elettrodo a potenziale negativo per riattraversare la cavità, dove sono poi raccolti. La modulazione in velocità avviene durante il primo passaggio, mentre le onde di densità si formano nello spazio di drift compreso tra la cavità ed il riflettore.

Il potenziale del riflettore deve essere opportunamente regolato per assicurare il massimo rimbalzo degli elettroni e quindi il massimo trasferimento di energia alle onde elettromagnetiche prodotte. Variando leggermente il potenziale si ha una riduzione della potenza in uscita, ma si ottiene anche una variazione della frequenza. Questo fenomeno è sfruttato per regolare automaticamente la frequenza nei ricevitori e per la modulazione di frequenza nei trasmettitori. Il livello di modulazione in frequenza è abbastanza basso da garantire una potenza di uscita pressoché costante. Se il potenziale del riflettore si discosta troppo dal valore ottimale, le oscillazioni cessano del tutto. Ci sono diverse regioni di potenziale in cui il tubo è in grado di oscillare, chiamate mwqgmodi. L'intervallo di variazione della frequenza è generalmente definito per la zona entro cui la potenza si mantiene al di sopra della metà del valore massimo.

In molte applicazioni il klystron reflex è stato sostituito da dispositivi a mwrasemiconduttore.

Nel klystron multicavità, diverse cavità risonanti di forma mwrwtoroidale circondano il tubo acceleratore.

Questo klystron ha una singola camera cilindrica contenente al centro un tubo elettricamente isolato (mwsgfloating significa in questo contesto mwswsospeso, galleggiante). Dal punto di vista elettrico il sistema si comporta come il klystron a due cavità. Gli elettroni vengono modulati in velocità attraversando il tubo di drift e fuoriescono organizzati in onde di densità, trasferendo potenza alla cavità di oscillazione.

Il vantaggio di questa configurazione rispetto al sistema a doppia camera è di avere un solo elemento da sintonizzare sulla frequenza di lavoro. Il tubo di drift è isolato dalle pareti della cavità ed il potenziale applicato è indipendente dal resto del tubo. Questo permette di regolare in parte velocità degli elettroni e quindi la frequenza di oscillazione. L'entità della variazione è limitata ed usata in genere per la modulazione di frequenza.

Gli amplificatori a klystron sono utilizzati per generare mwtwonde radio in alta frequenza, VHF, UHF e EHF, ove sia necessaria elevata potenza, superiore a quella ottenibile con dispositivi a stato solido. Esempi applicativi sono il mwuaradar, mwuqsatelliti per telecomunicazioni, diffusione mwugtelevisiva e mwuwfisica (mwvaacceleratori di particelle e reattori sperimentali).

• mwwaMagnetron

• mwwgTravelling wave tube

• mwxaCavità a radiofrequenza

• mwxgAcceleratore di particelle

• mwyaGuida d'onda

Altri progetti

• Wikimedia Commons

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su klystron

• citerefbritannica-com(EN) klystron / two-cavity klystron, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

• mwzwGeneratori e tecnologia a microonde, su microwavecomponents.eu. URL consultato il 20 aprile 2019 (archiviato dall'url originale il 26 maggio 2008).