Klystron管：它是什么？（类型和应用程序）

速调管是什么?

一种Klystron.（也称为aKlystron Tube.或Klystron放大器）是用于振荡和放大微波频率信号的真空管。它是由美国电气工程师罗素和西伯德瓦里安发明的。

Klystron使用电子束的动能。通常，低功耗klystrons用作振荡器，大功率klystrons用作UHF中的输出管。

低功耗klystron有两种配置。一个是低功率的微波振荡器(反射速调管)第二个是低功率微波放大器（两个腔Klystron或多腔Klystron）。

什么是反射Klystron振荡器？

在回答这个问题之前，我们需要知道如何生成振荡。要生成振荡，我们需要向输入提供正面反馈。限制了循环收益是统一的。

对于klystron，如果输出的一部分用作输入腔的反馈并保持环路增益幅度统一，则振荡将产生。反馈路径的相移是一个周期（2π）或多个循环（2π的倍数）。

反射速调管的构造

电子束从阴极注入。然后有一个阳极，称为聚焦阳极或加速阳极。该阳极用于缩小电子束。阳极与DC电压源的正极性连接。

Reflex Klystron只有一个腔，放置在阳极旁边。这个腔作为一个Buncher腔用于前进的电子和捕手腔用于向后移动的电子。

速度和速度当前的调制在腔间隙中发生。间隙等于距离'd'。

斥网板与负极的负极相连电压源VR。

反射速调管工作原理

Reflex Klystron在速度和电流调制原理上工作。

电子束从阴极注入。电子束通过加速阳极。电子以均匀的速度在管中移动，直到它到达腔体。

电子的速度在腔间隙中调制，并且这些电子尝试到达掠夺者。

回首器与电压源的负极性连接。因此，由于相同的极性，它反对电子的力。

电子电能的动能在掠夺者空间中减小，并且在某个点处，它将为零。之后，电子拉回腔。在返回之旅中，所有电子都在一点束缚。

由于束形成，将有电流调制。电子的能量以RF和RF输出的形式转换，从腔中取出。为了klystron的最大效率，电子必须在腔间隙的中心发生。

电子如何在Klystron管中移动？

从电子枪（阴极），电子束注入管中。这些电子以均匀的速度朝向阳极移动。然后电子穿过腔间隙。电子的速度根据腔间隙电压而变化。

如果腔间隙电压为正，则将电子将加速，并且如果腔间隙电压为负，则将减速电子。如果电压为零，则电子的速度不会改变。

当电子从腔间隙留出时，所有电子都有不同的速度，并且这些电子将在掠夺者空间中行进。

这些电子根据速度行进距离。速度越高，电子将进入更多距离并降低速度，电子将在掠夺者空间中的距离下行。

所有这些电子都将返回到腔体并束在腔间隙的中心。从腔体转移的电子能量被称为RF输出。

Apple门图

Apple-栅极图是距离腔间隙距离之间的距离与避力空间中电子中的距离之间的距离。

不同的电子根据它们的速度沿着不同的路径运动。电子的速度取决于腔隙电压。

我们以三个电子为例。参考电子(e_0.）当腔间隙电压为零时进入腔间隙。因此，速度不会改变。它旅行L._0.避雷器空间中的距离并拉回腔。由于斥排板是高度负的，它将反对电子的动能。

电子进入E之前_0.，这种电子称为一个早期电子（E._E.）.当腔间隙电压为正时，该电子进入腔间隙。因此，电子速度将增加。它会旅行l_E.距离和拉回腔。

电子之后进入_0.，这种电子称为a已故电子（E._L.）.当腔隙电压为负时，这个电子进入腔隙。因此，电子速度会减小。它会旅行l_L.距离和拉回腔。

下图有助于解释此过程：

对于所有电子的腔间隙到探剂器空间和泄漏器空间的总时间需要与腔间隙相同。那个时间是t_D.。

在时间t._D.所有电子束在腔间隙的中心。这就是klystron管中发生的束缚过程。

Reflex Klystron的应用

Reflex Klystron的应用包括：

• 无线电和雷达接收器
• 微波发电机中的信号源
• 便携式微波链路中的频率调制振荡器
• 参数放大器的泵振荡器
• 微波炉接收器中的本地振荡器

两个腔速调管

两个腔Klystron的工作原理与反射Klystron相同。双腔Klystron的结构图如下图所示。

顾名思义，有两个腔;第一腔是一个Buncher腔或输入腔另一个洞是捕手腔或输出腔。从阴极注入的电子，并以均匀的速度伸出到Buncher腔。

输入RF信号在从输出腔中收集的输入腔和输出信号处给出。两个腔中都有间隙，这些间隙被称为微波互动区域。

在第一腔中，通过在第一腔中存在的输入RF信号调制的电子速度。这叫做速度调制。

它配制了电子的聚集。并穿过捕手腔。电流调制发生在捕集器腔中。

在通过第二腔后，所有电子都会失去微波领域的动能。由于速度的降低，他们将被收集者收集。

Klystron vs磁控管

KlyStron是一种真空管，用作微波信号的振荡器和放大器。磁控管与Klystron管不同。磁控管仅用为振荡器。

在klystron中，电子通常从阴极注入。但在磁控管的情况下，有力地注入电子。

在klystron中，电子在管中线性移动并在磁控管中，电子沿着阴极沿螺旋路径到阳极。

KlyStron用于电视发射器，雷达和粒子促进剂。它还用作高功率窄带稳定放大器。微波炉中使用的磁控管，在2.45 GHz工作。它还用于RF加热，以900 MHz或2.45 GHz运行。

Klystron规格：

• 频率的操作:1到200 GHz
• 带宽：+/- 30 MHz.
• 功率输出：10 mw到2.5 w
• 实用效率：10-20％
• 理论效率：22.78％
• 调整范围：5 GHz @ 2W，30 GHz @ 10MW

磁控管规格

• 频率范围：500 MHz到12 GHz
• 力量：600W @ 2.45 GHz
• 峰值功率：40MW，直流电压50kv @ 10ghz
• 平均功率：800kw.
• 占空比：0.1％
• 效率：40％至70％

两种腔速调管与反射速调管的区别

在两腔Klystron中，束腔和捕手腔不同。但在反射klystron中，只有一个腔。这种腔作为一孔腔以及捕手腔。

在两个腔Klystron中，收集器用于收集电子。虽然在反射klystron中，用于代替收集器的扒手板并用于排斥电子束。

两个腔Klystron的主要目的是放大微波信号。反射klystron的主要目的是振荡微波信号。