เดินทางท่อคลื่น
ท่อคลื่นเดินทางเป็นอุปกรณ์ไมโครเวฟบรอดแบนด์ที่ไม่มีตัวสะท้อนโพรงเหมือน Klystrons การขยายจะกระทำผ่านปฏิสัมพันธ์ที่ยาวนานระหว่างลำแสงอิเล็กตรอนและสนามความถี่วิทยุ (RF)
การก่อสร้างท่อคลื่นเดินทาง
ท่อคลื่นเดินทางเป็นโครงสร้างทรงกระบอกซึ่งบรรจุปืนอิเล็กตรอนจากหลอดแคโทด มีแผ่นขั้วบวกเกลียวและตัวสะสม อินพุต RF จะถูกส่งไปที่ปลายด้านหนึ่งของเกลียวและเอาต์พุตจะถูกดึงมาจากปลายอีกด้านหนึ่งของเกลียว
ปืนอิเล็กตรอนมุ่งเน้นไปที่ลำอิเล็กตรอนด้วยความเร็วของแสง สนามแม่เหล็กนำทางลำแสงให้โฟกัสโดยไม่กระจาย สนาม RF ยังแพร่กระจายด้วยความเร็วของแสงซึ่งถูกหน่วงด้วยเกลียว Helix ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างคลื่นช้า สนาม RF ประยุกต์ที่แพร่กระจายในเกลียวทำให้เกิดสนามไฟฟ้าที่กึ่งกลางของเกลียว
สนามไฟฟ้าที่เป็นผลลัพธ์เนื่องจากสัญญาณ RF ที่ใช้จะเดินทางด้วยความเร็วของแสงคูณด้วยอัตราส่วนของระยะพิทช์เกลียวต่อเส้นรอบวงเกลียว ความเร็วของลำแสงอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ผ่านเกลียวทำให้เกิดพลังงานไปยังคลื่น RF บนเกลียว
รูปต่อไปนี้อธิบายถึงคุณสมบัติโครงสร้างของท่อคลื่นเคลื่อนที่
ดังนั้นเอาต์พุตที่ขยายจะได้รับที่เอาต์พุตของ TWT ความเร็วเฟสแกน $ V_p $ แสดงเป็น
$$ V_p = V_c \ left ({Pitch} / {2 \ pi r} \ right) $$
ที่ไหน rคือรัศมีของเกลียว เนื่องจากเกลียวมีการเปลี่ยนแปลงน้อยที่สุดในความเร็วเฟส $ V_p $ จึงเป็นที่ต้องการมากกว่าโครงสร้างคลื่นช้าอื่น ๆ สำหรับ TWT ใน TWT ปืนอิเล็กตรอนจะโฟกัสลำแสงอิเล็กตรอนในช่องว่างระหว่างแผ่นขั้วบวกไปยังเกลียวซึ่งจะถูกรวบรวมไว้ที่ตัวเก็บรวบรวม รูปต่อไปนี้อธิบายการจัดเรียงอิเล็กโทรดในท่อคลื่นเคลื่อนที่
การทำงานของท่อคลื่นเดินทาง
แผ่นขั้วบวกเมื่อมีศักย์เป็นศูนย์ซึ่งหมายความว่าเมื่อสนามไฟฟ้าตามแนวแกนอยู่ที่โหนดหนึ่งความเร็วของลำแสงอิเล็กตรอนจะไม่ได้รับผลกระทบ เมื่อคลื่นบนสนามไฟฟ้าตามแนวแกนอยู่ที่แอนติโนดบวกอิเล็กตรอนจากลำอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม อิเล็กตรอนที่ถูกเร่งนี้จะพยายามตามอิเล็กตรอนตอนปลายซึ่งพบโหนดของสนามแกน RF
ณ จุดที่สนามแกน RF อยู่ที่แอนติโนดเชิงลบอิเล็กตรอนที่อ้างถึงก่อนหน้านี้จะพยายามแซงเนื่องจากผลของสนามลบ อิเล็กตรอนได้รับความเร็วมอดูเลต จากผลการสะสมคลื่นลูกที่สองจะเกิดขึ้นในเกลียว เอาต์พุตมีขนาดใหญ่กว่าอินพุตและส่งผลให้เกิดการขยาย
การใช้งาน Travel Wave Tube
หลอดคลื่นเดินทางมีหลายแอปพลิเคชั่น
TWT ใช้ในเครื่องรับไมโครเวฟเป็นเครื่องขยายสัญญาณ RF ที่มีเสียงรบกวนต่ำ
นอกจากนี้ TWT ยังใช้ในลิงค์การสื่อสารแบบวงกว้างและสายเคเบิลแกนร่วมเป็นเครื่องขยายสัญญาณทวนสัญญาณหรือแอมพลิฟายเออร์ระดับกลางเพื่อขยายสัญญาณต่ำ
TWT มีอายุการใช้งานยาวนานเนื่องจากใช้เป็นหลอดจ่ายไฟในดาวเทียมสื่อสาร
TWT กำลังสูงแบบคลื่นต่อเนื่องถูกนำมาใช้ในลิงก์ Troposcatter เนื่องจากใช้พลังงานมากและแบนด์วิดท์ขนาดใหญ่เพื่อกระจายไปยังระยะทางไกล ๆ
TWT ใช้ในเรดาร์พัลซิ่งกำลังสูงและเรดาร์แบบกราวด์