여행 웨이브 튜브
이동 파 튜브는 Klystrons와 같은 공동 공진기가없는 광대역 마이크로파 장치입니다. 증폭은 전자빔과 무선 주파수 (RF) 장 사이의 장기간 상호 작용을 통해 이루어집니다.
Traveling Wave Tube의 구조
이동 파동 관은 음극관의 전자총을 포함하는 원통형 구조입니다. 양극판, 나선 및 수집기가 있습니다. RF 입력은 나선의 한쪽 끝으로 전송되고 출력은 나선의 다른 쪽 끝에서 가져옵니다.
전자총은 빛의 속도로 전자빔을 집중시킵니다. 자기장은 산란없이 빔이 초점을 맞추도록 안내합니다. RF 장은 또한 나선에 의해 지연되는 빛의 속도로 전파됩니다. 나선은 느린 파도 구조로 작동합니다. 나선으로 전파 된인가 된 RF 필드는 나선의 중심에 전기장을 생성합니다.
적용된 RF 신호로 인해 발생하는 전기장은 나선 원주에 대한 나선 피치의 비율을 곱한 빛의 속도와 함께 이동합니다. 나선을 통해 이동하는 전자 빔의 속도는 나선의 RF 파에 에너지를 유도합니다.
다음 그림은 진행파 튜브의 구조적 특징을 설명합니다.
따라서 증폭 된 출력은 TWT의 출력에서 얻어집니다. 축 위상 속도 $ V_p $는 다음과 같이 표현됩니다.
$$ V_p = V_c \ left ({Pitch} / {2 \ pi r} \ right) $$
어디 r나선의 반지름입니다. 나선은 $ V_p $ 위상 속도의 변화가 가장 적기 때문에 TWT에 대한 다른 느린 파동 구조보다 선호됩니다. TWT에서 전자총은 양극판 사이의 틈에있는 전자빔을 나선에 집중시킨 다음 수집기에서 수집합니다. 다음 그림은 진행파 튜브의 전극 배열을 설명합니다.
Traveling Wave Tube의 작동
양극판은 전위가 0 일 때, 즉 축 전기장이 노드에있을 때 전자빔 속도는 영향을받지 않습니다. 축 전기장의 파동이 양의 안티 노드에있을 때 전자 빔의 전자는 반대 방향으로 이동합니다. 가속되는이 전자는 RF 축장의 노드를 만나는 후기 전자를 따라 잡으려고합니다.
RF 축 방향 장이 음의 안티 노드에있는 지점에서 앞에서 언급 한 전자는 음의 전계 효과로 인해 추월하려고합니다. 전자는 변조 된 속도를받습니다. 누적 결과로 나선에서 두 번째 파동이 유도됩니다. 출력이 입력보다 커지고 결과적으로 증폭됩니다.
Traveling Wave Tube의 응용
진행파 튜브에는 많은 응용 분야가 있습니다.
TWT는 마이크로파 수신기에서 저잡음 RF 증폭기로 사용됩니다.
TWT는 또한 광대역 통신 링크 및 동축 케이블에서 중계기 증폭기 또는 중간 증폭기로 낮은 신호를 증폭하는 데 사용됩니다.
TWT는 튜브 수명이 길기 때문에 통신 위성에서 전원 출력 튜브로 사용됩니다.
연속파 고전력 TWT는 큰 전력과 큰 대역폭으로 인해 Troposcatter 링크에 사용되어 먼 거리로 분산됩니다.
TWT는 고출력 펄스 레이더 및 지상 기반 레이더에 사용됩니다.