Ingeniería de microondas - Reflex Klystron

Este generador de microondas, es un Klystron que trabaja con reflejos y oscilaciones en una sola cavidad, que tiene una frecuencia variable.

Reflex Klystron consta de un cañón de electrones, un filamento de cátodo, una cavidad de ánodo y un electrodo en el potencial de cátodo. Proporciona poca potencia y baja eficiencia.

Construcción de Reflex Klystron

El cañón de electrones emite el haz de electrones, que pasa a través del espacio en la cavidad del ánodo. Estos electrones viajan hacia el electrodo repelente, que tiene un alto potencial negativo. Debido al alto campo negativo, los electrones se repelen a la cavidad del ánodo. En su viaje de regreso, los electrones dan más energía al espacio y estas oscilaciones se mantienen. Los detalles de construcción de este klystron reflejo se muestran en la siguiente figura.

Se supone que ya existen oscilaciones en el tubo y que son sostenidas por su funcionamiento. Los electrones al pasar a través de la cavidad del ánodo, ganan algo de velocidad.

Operación de Reflex Klystron

El funcionamiento de Reflex Klystron se entiende por algunos supuestos. El haz de electrones se acelera hacia la cavidad del ánodo.

Supongamos que un electrón de referencia eratraviesa la cavidad del ánodo pero no tiene velocidad extra y se repele después de alcanzar el electrodo repelente, con la misma velocidad. Otro electrón, digamosee que ha comenzado antes que este electrón de referencia, llega primero al Repelente, pero regresa lentamente, alcanzando al mismo tiempo que el electrón de referencia.

Tenemos otro electrón, el electrón tardío el, que comienza más tarde que ambos er y eesin embargo, se mueve con mayor velocidad mientras regresa, alcanzando al mismo tiempo que er y ee.

Ahora, estos tres electrones, a saber er, ee y el alcanzar la brecha al mismo tiempo, formando una electron bunch. Este tiempo de viaje se llamatransit time, que debería tener un valor óptimo. La siguiente figura ilustra esto.

La cavidad del ánodo acelera los electrones mientras avanza y gana su energía al retardarlos durante el viaje de regreso. Cuando el voltaje de la brecha está en el máximo positivo, esto permite que los electrones negativos máximos se retarden.

El tiempo de tránsito óptimo se representa como

$$ T = n + \ frac {3} {4} \ quad donde \: n \: es \: un \: entero $$

Este tiempo de tránsito depende de los voltajes del repelente y del ánodo.

Aplicaciones de Reflex Klystron

Reflex Klystron se utiliza en aplicaciones donde se desea una frecuencia variable, como:

  • Receptores de radio
  • Enlaces de microondas portátiles
  • Amplificadores paramétricos
  • Osciladores locales de receptores de microondas
  • Como fuente de señal donde se desea una frecuencia variable en generadores de microondas.