Усилитель с перекрещенными полями - Crossed-field amplifier - Wikipedia
А усилитель со скрещенным полем (CFA) является специализированным вакуумная труба, впервые представленный в середине 1950-х годов и часто используемый в качестве микроволновая печь усилитель мощности в очень мощных передатчики.
Raytheon инженер Уильям С. Браун работа по адаптации магнетрон принципы создания нового широкополосного усилителя, как правило, признаны первым CFA, который он назвал Амплитрон. Другие названия, которые иногда используются производителями CFA, включают Платинотрон или же Стабилотрон.
CFA имеет более низкий прирост и пропускная способность чем другие лампы усилителя СВЧ (например, клистроны или же лампы бегущей волны ); но он более эффективен и способен обеспечивать гораздо более высокую производительность мощность.
Пиковая выходная мощность многих мегаватты и средние уровни мощности в десятки киловатты может быть достигнута с рейтингом эффективности, превышающим 70 процентов. В настоящее время они используются в спутниковые наземные станции и сети связи в дальнем космосе.
Операция
Электрическое и магнитное поля в CFA перпендикулярны друг другу («скрещенные поля»). Это тот же тип полевого взаимодействия, который используется в магнетрон; в результате эти два устройства имеют много общих характеристик (таких как высокая пиковая мощность и эффективность) и имеют схожий внешний вид. Однако магнетрон - это генератор, а CFA - усилитель (хотя CFA можно заставить колебаться путем приложения ненадлежащих низких напряжений, как и любой усилитель); ВЧ-цепь CFA (или замедляющая структура) аналогична схеме 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 обход РЧ-сигнала 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 на S-диапазон передатчик нисходящей линии связи на Лунный модуль Аполлона там, где требовались высокая эффективность и надежность.[1][страница нужна ]
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 уменьшает скорость входящего RF 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 растут по мере того, как электроны вращаются по спирали вокруг устройства, а электроны замедляются по мере роста радиочастотной энергии. Это производит усиление.
Между выходом и входом существует небольшая обратная связь по радиочастоте. Это создает небольшой случайный фазовый джиттер когда устройство работает в импульсном режиме.
Рекомендации
- ^ Grumman Aerospace (1 апреля 1971 г.). «Руководство по эксплуатации Apollo, лунный модуль, LM 10 и последующие, том I, данные подсистем, LMA790-3-LM10-и последующие» (PDF). НАСА. п. 804. Получено 21 октября 2012.