Mikrowellentechnik - Reflex Klystron

Dieser Mikrowellengenerator ist ein Klystron, der Reflexionen und Schwingungen in einem einzelnen Hohlraum mit variabler Frequenz bearbeitet.

Reflex Klystron besteht aus einer Elektronenkanone, einem Kathodenfaden, einem Anodenhohlraum und einer Elektrode auf dem Kathodenpotential. Es bietet wenig Strom und einen geringen Wirkungsgrad.

Bau von Reflex Klystron

Die Elektronenkanone sendet den Elektronenstrahl aus, der durch den Spalt im Anodenhohlraum geht. Diese Elektronen wandern zur Repeller-Elektrode, die sich auf einem hohen negativen Potential befindet. Aufgrund des hohen negativen Feldes stoßen sich die Elektronen in den Anodenhohlraum zurück. Auf ihrer Rückreise geben die Elektronen der Lücke mehr Energie und diese Schwingungen bleiben erhalten. Die konstruktiven Details dieses Reflex-Klystrons sind in der folgenden Abbildung dargestellt.

Es wird angenommen, dass bereits Schwingungen in der Röhre vorhanden sind und diese durch ihren Betrieb aufrechterhalten werden. Die Elektronen gewinnen beim Durchgang durch den Anodenhohlraum an Geschwindigkeit.

Bedienung von Reflex Klystron

Die Funktionsweise von Reflex Klystron wird unter einigen Annahmen verstanden. Der Elektronenstrahl wird in Richtung des Anodenhohlraums beschleunigt.

Nehmen wir an, dass ein Referenzelektron e_rüberquert den Anodenhohlraum, hat aber keine zusätzliche Geschwindigkeit und stößt nach Erreichen der Repeller-Elektrode mit der gleichen Geschwindigkeit zurück. Ein anderes Elektron, sagen wir male_e das früher als dieses Referenzelektron begonnen hat, erreicht zuerst den Repeller, kehrt aber langsam zurück und erreicht gleichzeitig das Referenzelektron.

Wir haben ein anderes Elektron, das späte Elektron e_l, die später als beide beginnt e_r und e_ees bewegt sich jedoch mit größerer Geschwindigkeit, während es zurückkehrt und gleichzeitig mit er und ee erreicht.

Nun, diese drei Elektronen, nämlich e_r, e_e und e_l gleichzeitig die Lücke erreichen und eine electron bunch. Diese Reisezeit wird als bezeichnettransit time, die einen optimalen Wert haben sollte. Die folgende Abbildung veranschaulicht dies.

Der Anodenhohlraum beschleunigt die Elektronen während des Gehens und gewinnt ihre Energie, indem er sie während der Rückfahrt verzögert. Wenn die Spaltspannung maximal positiv ist, können sich die maximalen negativen Elektronen verzögern.

Die optimale Laufzeit wird dargestellt als

$$ T = n + \ frac {3} {4} \ quad wobei \: n \: \: eine \: Ganzzahl $$ ist

Diese Laufzeit hängt von den Repeller- und Anodenspannungen ab.

Anwendungen von Reflex Klystron

Reflex Klystron wird in Anwendungen verwendet, bei denen eine variable Frequenz erwünscht ist, wie z.

• Funkempfänger
• Tragbare Mikrowellenanschlüsse
• Parametrische Verstärker
• Lokale Oszillatoren von Mikrowellenempfängern
• Als Signalquelle, bei der bei Mikrowellengeneratoren eine variable Frequenz erwünscht ist.