 | Эта статья в значительной степени или полностью основана на одном источнике . ( октябрь 2012 г. ) |
Платинотрон ( CFA ) является специализированным вакуумной трубки , впервые введена в середине 1950-х годов , и часто используется в качестве СВЧ - усилителя в очень высокой мощности передатчиков .
Работа инженера компании Raytheon Уильяма С. Брауна по адаптации принципов магнетрона для создания нового широкополосного усилителя, как правило, признана первым CFA, который он назвал Amplitron . Другие названия, которые иногда используются производителями CFA включают Platinotron или Stabilotron .
CFA имеет меньшее усиление и полосу пропускания, чем другие лампы СВЧ-усилителя (например, клистроны или лампы бегущей волны ); но он более эффективен и имеет гораздо более высокую выходную мощность .
Может быть достигнута пиковая выходная мощность в несколько мегаватт и средний уровень мощности в десятки киловатт с номинальным КПД, превышающим 70 процентов. В настоящее время они используются в наземных спутниковых станциях и сетях связи в дальнем космосе.
Операция [ править ]
Электрическое и магнитное поля в CFA перпендикулярны друг другу («скрещенные поля»). Это тот же тип полевого взаимодействия, который используется в магнетроне ; в результате эти два устройства имеют много общих характеристик (таких как высокая пиковая мощность и эффективность), и они имеют схожий внешний вид. Однако магнетрон - это генератор, а CFA - усилитель (хотя CFA можно заставить генерировать колебания путем приложения ненадлежащих низких напряжений, как и любой усилитель); ВЧ-цепь CFA (или замедляющая структура) аналогична таковой в ЛБВ со связанными резонаторами .
CFA имеет то полезное свойство, что при отключении питания вход просто переходит на выход с очень небольшими потерями. Это позволяет избежать переключения на обходной РЧ-сигнал в случае отказа.
Два CFA могут быть подключены последовательно только к одному; в случае сбоя питание может быть отключено от первичной трубки и подключено к вторичной в качестве резервного. Этот подход со встроенным резервированием использовался в передатчике нисходящего канала S-диапазона на лунном модуле Apollo, где требовались высокая эффективность и надежность. [1] [ необходима страница ]
На зеленый электрод в центре подается большое отрицательное напряжение, а большое магнитное поле направлено перпендикулярно странице. Это формирует тонкий вращающийся диск электронов с рисунком потока, похожим на крутящуюся воду, стекающую из раковины или унитаза. Замедляющая структура расположена выше и ниже вращающегося диска электронов. Электроны движутся намного медленнее, чем скорость света, а структура медленных волн снижает скорость входящего радиочастотного излучения в достаточной степени, чтобы соответствовать скорости электронов.
ВЧ-вход вводится в структуру медленных волн. Переменное микроволновое поле заставляет электроны попеременно ускоряться и замедляться. Эти возмущения увеличиваются по мере того, как электроны вращаются по спирали вокруг устройства, а электроны замедляются по мере увеличения радиочастотной энергии. Это производит усиление.
Существует небольшая обратная связь по РЧ от выхода к входу. Это создает небольшое случайное фазовое дрожание, когда устройство работает в импульсном режиме.
Ссылки [ править ]
- ↑ Grumman Aerospace (1 апреля 1971 г.). «Руководство по эксплуатации Apollo, лунный модуль, LM 10 и последующие, том I, данные о подсистемах, LMA790-3-LM10-и последующие» (PDF) . НАСА. п. 804 . Проверено 21 октября 2012 года .
