آشنایی با لامپ های TWT و کلایسترون‌های هیبریدی

[Electro_officer 13,797]

[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10248/Besmellah_01.png[/img][/center]

[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/Hughes_838H-TWT-1.jpg[/img][/center]

[b]آشنایی با لامپ های [/b][b]TWT[/b][b]و کلایسترون‌های هیبریدی[/b]
پیش از این و در [url="http://www.military.ir/forums/topic/27559-%D8%A2%D8%B4%D9%86%D8%A7%DB%8C%DB%8C-%D8%A8%D8%A7-%D9%84%D8%A7%D9%85%D9%BE%E2%80%8C%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D9%85%D8%A7%DB%8C%DA%A9%D8%B1%D9%88%D9%88%DB%8C%D9%88-%DA%A9%D9%84%D8%A7%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%86/"][b]این تاپیک[/b][/url] موضوع لامپ‌های کلایسترون را مورد بحث و بررسی قرار دادیم. می‌دانیم کلایسترون دارای توان تحویلی بالا و گین قابل قبولی است اما ولتاژ راه‌اندازی و سایز آن بالاست لذا در کاربردهایی چون ماهواره ها یا جنگنده‌ها از آن استفاده نمی‌شود در چنین مواردی استفاده از لامپ‌های TWT مخفف Travelling Wave Tube پیشنهاد می‌شود. این لامپ‌ها دارای اندازه کوچک، ولتاژ راه‌اندازی کمتر و پهنای باند عریض‌تر نسبت به لامپ‌های کلایسترون (به ویژه‌ در توان‌های پایین) هستند. توان تحویلی لامپ‌های TWT می‌تواند از چند وات تا 10 مگاوات متغیر بوده و گین تحویلی آنها می‌تواند رقمی در حدود 40 تا 70 دسی‌بل باشد. عمر این نوع لامپ‌ها در حدود 7000ساعت است.
به شکل زیر دقت کنید:


[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/2~10.jpg[/img][/center]

یک لامپ TWT از چهار بخش اساسی ساخته شده‌‌است:
■ [b]تفنگ الکترونی[/b]: در مورد این موضوع در تاپیک مربوط به لامپ‌های کلایسترون نیز بحث کردیم. این بخش وظیفه‌ی تولید بیم الکترونی متراکم را بر عهده دارد. این بیم الکترونی فشرده شده و به اندازه مطلوب میرسد و در طول لامپ به حرکت در می‌آید. فعل و انفعال الکترومغناطیسی بین بیم و مدار الکترومغناطیسی به تقویت امواج ورودی به لامپ می‌انجامد. در یک تفنگ الکترونی بیم الکترونی از کاتد گرم شده توسط یک هیتر، و به کمک آندهای شتاب دهند سرعت می‌گیرند و الکترون‌ها توسط الکترودهای متمرکز کننده فشرده می‌شود. تصویر زیر ساختار یک تفنگ الکترونی معمولی را نمایش می‌دهد.

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/1~14.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_1~14.jpg[/img][/url][/center]

■ [b]مدار فعل و انفعالی الکترومغناطیسی:[/b] این قسمت از لامپ وظیفه انتقال انرژی الکترون‌های پرسرعت به موج ورودی و تقویت و انتقال آن به خروجی را بر عهده دارد. این موضوع مشابه آنچیزی است که در لامپ‌های کلایسترون نیز رخ می‌دهد. سرعت حرکت امواج ورودی برابر سرعت حرکت الکترون‌ها است. این مدار می‌تواند یک سیم‌پیچ (هلیکس) یا محفظه‌های کوپل شده و یا مدارات حلقوی ring-loop یا ring-bar باشد. انتخاب هر یک از موارد یاد شده با توجه به کاربری مد نظر مشتری انجام می‌گیرد. به عنوان مثال اگر توان پیک بالایی مورد نیاز باشد محفظه‌های مغناطیسی کوپل شده گزینه مناسبی خواهد بود.

هلیکس
[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/heliuxcomparison.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_heliuxcomparison.jpg[/img][/url][/center]

مدارات حلقوی ring-loop شکل a یا ring-bar شکل b
[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/234e.JPG"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_234e.JPG[/img][/url][/center]

محفظه‌های کوپل شده
[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/12~3.JPG"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_12~3.JPG[/img][/url][/center]

[b]■ بخش فشرده ساز بیم الکترونی: [/b]فشرده نگاه داشتن بیم الکترونی و جلوگیری از پخش شدن الکترون های در طول لامپ به کمک این بخش انجام می گیرد. این امر معمولاً به کمک امواج مغناطیسی تولید توسط مدار حول لامپ امکان پذیر است.

[b]■ کلکتور: [/b]این قسمت همانطور که از نام آن پیداست وظیفه دارد الکترون‌ها عبور کرده از طول لامپ را گردآوری کرده و به مدار بازگرداند.

[b]کلایسترون‌ها هیبریدی[/b]
جهت بهره مندی از برخی مزایای کلایسترون و TWT به صورت همزمان می‌توان ساختار ترکیبی از هر دو را مورد استفاده قرار داد. این نوع ساختارها پهنای باند بالاتر، گین بیشتر و بازدهی بالاتر در مقایسه با لامپ‌های کلایسترون یا TWTهستند. این نوع ساختارها با جایگزینی محفظه‌های رزونانسی کلایسترون‌ها با ادواتی پهن‌باند‌تر مانند محفظه‌های کوپل شده حاصل می‌شود. سه نوع کلی کلایسترون‌های هیبیریدی عبارت‌اند از: Twystron، extended interaction klystron و clustered-cavity klystron. به این ساختارها گاهاً تیوب هیبریدی نیز گفته می‌شود.

[b]Twystron[/b]
پهنای باند کلایسترون با توجه به استفاده از محفظه‌های رزونانسی محدود است و افزایش پهنای باند به ازای کاهش بازدهی به دست می‌آید. با جایگزینی محفظه‌های رزونانسی خروجی کلایسترون با محفظه‌های رزونانسی کوپل شده TWT می‌توان به پهنای باند بالاتر و نیز بازدهی بالاتری دست یافت. این نام‌گذاری که به علت ساختار دوگانه این لامپ‌ها است توسط شرکت واریان (CPI فعلی) انجام گرفته است. به عنوان مثال توایسترون VA-145 دارای پهنای باند 3 دسی‌بل 14 درصد، بازدهی 48 درصد و گین 41 دسی‌بل است.

Twystron

[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/two.jpg[/img][/center]

کلایسترون عادی
[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/kly.jpg[/img][/center]

[b]Extended Interaction Klystron EIK[/b]
در این نوع لامپ محفظه‌های رزونانسی مجزای کلایسترون با با ادوات slow-wave TWT جایگزین می‌شود. مزیت این نوع لامپ در متوسط توان تحویلی بالا و پهنای باند وسیعتر است. این نوع لامپ‌ها بیشتر در رادارهای موج میلیمتری مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال CPI محصولی به بازار عرضه کرده است که دارای توان متوسط 150 وات، فرکانس کاری 95 گیگاهرتز، پیک توان 1.5 کیلووات، پهنای باند 500 مگاهرتز، بازدهی 25 درصد، گین 45 دسی‌بل و وزن 4.5 کیلوگرمی است. شکل زیر برش فنی این نوع لامپ را نمایش می‌دهد. آنرا با شکل کلایسترون مقایسه کنید.


[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/EIK.jpg[/img][/center]

[b]Clustered-Cavity Klystron[/b]
تفاوت این ساختار با کلایسترون عادی در محفظه‌های بکار رفته در آن است. این تفاوت در شکل زیر نمایش داده شده است. این ساختار در عمل پهنای باند بالاتری (20 درصد) را عرضه می‌کند.


[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/cck.JPG"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_cck.JPG[/img][/url][/center]

[b]تصاویر[/b]


[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/206-004-E7D134E8.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_206-004-E7D134E8.jpg[/img][/url][/center]

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/twter.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_twter.jpg[/img][/url][/center]

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/360330main_twta_hardware_hi-res.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_360330main_twta_hardware_hi-res.jpg[/img][/url][/center]

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/dB-4409_111011.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_dB-4409_111011.jpg[/img][/url][/center]

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/mwm0054.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_mwm0054.jpg[/img][/url][/center]

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/1091c.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_1091c.jpg[/img][/url][/center]

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/1093c.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_1093c.jpg[/img][/url][/center]

شرکت CPI یا واریان سابق از شرکت‌های معروف در ضمینه‌ی تولید ادوات مایکرویوی است. این شرکت توسط برادران واریان تاسیس شده و از 20 آپریل 1948 مشغول فعالیت است. [url="http://www.cpii.com/"]لینک سایت رسمی این شرکت.[/url]

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/ALMA_seen_from_a_hexacopter.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_ALMA_seen_from_a_hexacopter.jpg[/img][/url][/center]

[center][b]منابع:[/b][/center]
[center][b]Power Vacuum Tubes Handbook 2nd Edition. Ed. Jerry C. Whitaker[/b][/center]
[center][b]INTRODUCTION TO RADAR SYSTEMS, THIRD EDITION, Merrill I. Skolnik[/b][/center]

[center][b][color=#ff0000]استفاده از این مطلب بدون درج لینک این صفحه به عنوان منبع خلاف شرع، قانون و اخلاق پژوهشی است.[/color][/b][/center]
[center][b][color=#0000cd]تالیف و ترجمه از: محمدمهدی محمدی[/color][/b][/center]
[center][b][color=#008000]شادی روح جمیع شهدای اسلام به ویژه شهدای سوریه صلوات.[/color][/b][/center]

[1236547 41]

بسیار متفاوت و عالی

[MOHAMMAD 6,333]

باز هم الکترو آفیسر و باز هم بازنشر مطالب علمی مفید به زبان فارسی . . .

ممنون عزیز.

[Electro_officer 13,797]

[center]انواع لامپ‌های TWT تولیدی شرکت dB Control[/center]

[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/TWTs_producttable_0313.jpg[/img][/center]

[center][url="http://www.dbcontrol.com/"]http://www.dbcontrol.com/[/url][/center]

[MOHAMMAD 6,333]

اخوی یه سوال نه چندان نامربوط به ذهنم خطور کرد، آیا میشه توپ الکترونی ساخت که تا برد نسبتا قابل قبولی( مثلا فرض کنید 2 کیلومتر) و با هزینه معقول و منطقی بتونه الکترونها رو با توان مناسب و بدون پراش زیاد پرتاب کنه؟

[Electro_officer 13,797]

[quote name='MOHAMMAD' timestamp='1403283816' post='387211']
اخوی یه سوال نه چندان نامربوط به ذهنم خطور کرد، آیا میشه توپ الکترونی ساخت که تا برد نسبتا قابل قبولی( مثلا فرض کنید 2 کیلومتر) و با هزینه معقول و منطقی بتونه الکترونها رو با توان مناسب و بدون پراش زیاد پرتاب کنه؟
[/quote]
الکترون‌ها به دلیل همجنس بودن تمایل دارند از هم فاصله بگیرند و پخش بشن، متمرکز نگه داشتن الکترونها در طول لامپ به کمک نیروی مغناطیسی متمرکز کننده وارده بر اونها امکان‌پذیره. بعید میدونم همچین سیستمی قابل پیاده سازی باشه.

[Thundar 1,700]

[size=5][sub]چند وقت پیش که 21 طرح راداری و الکترونیک تو صایران شیراز افتتاح شد خود وزیر هم به افتتاح خط تولید چند نوع از این لامپها اشاره داشت[/sub][/size] ویرایش شده در خرداد 93 توسط Thundar

[Electro_officer 13,797]

[quote name='Thundar' timestamp='1403288234' post='387233']
[size=5][sub]چند وقت پیش که 21 طرح راداری و الکترونیک تو صایران شیراز افتتاح شد خود وزیر هم به افتتاح خط تولید چند نوع از این لامپها اشاره داشت[/sub][/size]
[/quote]
بله صنعت سودآوریه و خیلی جاها بهش اقبال نشون دادند. تو ایران هم به نظر میرسه کارهایی برای خودکفایی کشور در تولید لامپ داره انجام میشه.

[Stuka 8,826]

[quote]
اخوی یه سوال نه چندان نامربوط به ذهنم خطور کرد، آیا میشه توپ الکترونی ساخت که تا برد نسبتا قابل قبولی( مثلا فرض کنید 2 کیلومتر) و با هزینه معقول و منطقی بتونه الکترونها رو با توان مناسب و بدون پراش زیاد پرتاب کنه؟
[/quote]
این کار فقط در خلاء قبل انجام هست مثل داخل همین لامپ ها،در محیط بیرون بلافاصله در اثر جو متوقف میشند.