Dalga Tüpü Seyahat
Gezici dalga tüpleri, Klystrons gibi kavite rezonatörleri olmayan geniş bant mikrodalga cihazlarıdır. Amplifikasyon, bir elektron ışını ile Radyo Frekansı (RF) alanı arasındaki uzun süreli etkileşim yoluyla yapılır.
Gezici Dalga Tüpünün Yapısı
Hareketli dalga tüpü, bir katot tüpünden bir elektron tabancası içeren silindirik bir yapıdır. Anot plakaları, helis ve bir toplayıcıya sahiptir. RF girişi sarmalın bir ucuna gönderilir ve çıktı sarmalın diğer ucundan çekilir.
Bir elektron tabancası, ışık hızıyla bir elektron demetine odaklanır. Manyetik bir alan, ışını saçılmadan odaklanmaya yönlendirir. RF alanı ayrıca bir sarmal tarafından yavaşlatılan ışık hızıyla da yayılır. Helix, yavaş bir dalga yapısı görevi görür. Helezonda yayılan uygulanan RF alanı, sarmalın merkezinde bir elektrik alanı oluşturur.
Uygulanan RF sinyaline bağlı olarak ortaya çıkan elektrik alanı, ışık hızının sarmal aralığının sarmal çevresine oranıyla çarpılmasıyla hareket eder. Sarmal boyunca hareket eden elektron ışınının hızı, sarmal üzerindeki RF dalgalarına enerji verir.
Aşağıdaki şekil, hareket eden bir dalga tüpünün yapısal özelliklerini açıklamaktadır.
Böylece, yükseltilmiş çıkış TWT'nin çıkışında elde edilir. Eksenel faz hızı $ V_p $ şu şekilde temsil edilir:
$$ V_p = V_c \ left ({Pitch} / {2 \ pi r} \ sağ) $$
Nerede rsarmalın yarıçapıdır. Sarmal $ V_p $ faz hızında en az değişikliği sağladığından, TWT için diğer yavaş dalga yapılarına göre tercih edilir. TWT'de elektron tabancası, elektron demetini anot plakaları arasındaki boşlukta, daha sonra toplayıcıda toplanan sarmala odaklar. Aşağıdaki şekil, hareket eden bir dalga tüpündeki elektrot düzenlemelerini açıklamaktadır.
Gezici Dalga Tüpünün Çalışması
Anot plakaları, sıfır potansiyelde olduğunda, yani eksenel elektrik alan bir düğümde olduğunda, elektron ışını hızı etkilenmeden kalır. Eksenel elektrik alanındaki dalga pozitif antinodda olduğunda, elektron demetinden gelen elektron ters yönde hareket eder. Hızlanan bu elektron, RF eksenel alanının düğümüyle karşılaşan geç elektronu yakalamaya çalışır.
RF eksenel alanının negatif antinodda olduğu noktada, daha önce atıfta bulunulan elektron, olumsuz alan etkisi nedeniyle geçmeye çalışır. Elektronlar modüle edilmiş hız alır. Kümülatif bir sonuç olarak, sarmalda ikinci bir dalga indüklenir. Çıkış, girişten daha büyük hale gelir ve amplifikasyonla sonuçlanır.
Gezici Dalga Tüpünün Uygulamaları
Gezici bir dalga tüpünün birçok uygulaması vardır.
TWT, mikrodalga alıcılarında düşük gürültülü bir RF amplifikatörü olarak kullanılır.
TWT'ler ayrıca, düşük sinyalleri yükseltmek için tekrarlayıcı amplifikatörler veya ara amplifikatörler olarak geniş bantlı iletişim bağlantılarında ve koaksiyel kablolarda kullanılır.
TWT'ler, iletişim uydularında güç çıkış tüpleri olarak kullanıldıkları için uzun bir tüp ömrüne sahiptir.
Troposcatter bağlantılarında, büyük güç ve büyük bant genişlikleri nedeniyle, büyük mesafelere dağılmak için sürekli dalga yüksek güçlü TWT'ler kullanılır.
TWT'ler yüksek güçlü darbeli radarlarda ve yer tabanlı radarlarda kullanılır.