Lampy z FaląBieżącą– LFB (Traveling Wave Tube TWT)emejo80jk.cba.pl/Technika/Lampy z Fala...

LampyLampy z z FalFaląą BieBieżążąccąą –– LFB LFB ((Traveling Wave Tube TWTTraveling Wave Tube TWT))

Paul PawePaul Pawełł ChomiChomińńskiski WA6PYWA6PY

14 Bydgoskie Spotkanie Mikrofalowe14 Bydgoskie Spotkanie MikrofaloweµµFaleFale Bydgoszcz 2014 rokBydgoszcz 2014 rok

14 Bydgoskie Spotkanie Mikrofalowe14 Bydgoskie Spotkanie MikrofalowePaul PawePaul Pawełł ChomiChomińńskiski WA6PYWA6PY

1 1

Wzmacniacze na lampachWzmacniacze na lampach

z falz faląą biebieżążąca ca -- TWTTWT


Pomimo gwaPomimo gwałłtownego rozwoju elementtownego rozwoju elementóów w ppóółłprzewodnikowych w dalszym ciprzewodnikowych w dalszym ciąągu, w celu gu, w celu uzyskania duuzyskania dużżych mocy rzych mocy rzęędu od kilkudziesidu od kilkudziesięęciu watciu watóów w do kilku kilowatdo kilku kilowatóów w zakresie fal milimetrowych i w w zakresie fal milimetrowych i mikrofal stosuje simikrofal stosuje sięę TWT. TWT. TWT sTWT sąą bardzo wygodne w ubardzo wygodne w użżyciu. Zaleyciu. Zależżnie od nie od poziomu mocy wyjpoziomu mocy wyjśściowej i czciowej i częęstotliwostotliwośści posiadajci posiadająąwzmocnienie od 30 do 46 wzmocnienie od 30 do 46 dBdB. Oznacza to, . Oznacza to, żże dla TWT e dla TWT o G=40dB i mocy sterujo G=40dB i mocy sterująącej 4 cej 4 mWmW = 6dBm = 6dBm uzyskujemy na wyjuzyskujemy na wyjśściu moc 46 ciu moc 46 dBmdBm = 40 W.= 40 W.


TWT jest bardzo wymagajTWT jest bardzo wymagająąca ze strony zasilania. ca ze strony zasilania. SzybkoSzybkośćść strumienia elektronstrumienia elektronóów musi byw musi byćć dopasowana dopasowana do ddo dłługougośści fali w strukturze spowalniajci fali w strukturze spowalniająącej. Jest nicej. Jest niąąnajcznajczęśęściej linia transmisyjna typu ciej linia transmisyjna typu helixhelix. Dla lamp . Dla lamp wiwięększej mocy stosuje sikszej mocy stosuje sięę strukturstrukturęę zwinizwinięętego tego falowodu (falowodu (foldedfolded waveguidewaveguide) lub rezonator) lub rezonatoróów ze sobw ze sobąąsprzsprzężężonych. Ronych. Róóżżnica pominica pomięędzy dzy klystronemklystronem a TWT z a TWT z rezonatorami polega na tym, rezonatorami polega na tym, żże w TWT rezonatory se w TWT rezonatory sąąze sobze sobąą silnie sprzsilnie sprzężężone i energia one i energia w.czw.cz. przep. przepłływa ywa pomipomięędzy nimi a w dzy nimi a w klystronieklystronie ssąą cacałłkowicie izolowane.kowicie izolowane.


KlystronKlystron natomiast sknatomiast skłłada siada sięę z oddzielnych rezonatorz oddzielnych rezonatoróów. Z tego w. Z tego powodu jest to lampa wpowodu jest to lampa wąąskopasmowa. TWT z kolei ze wzglskopasmowa. TWT z kolei ze wzglęędu du na sprzna sprzężężenie w strukturze enie w strukturze spowialniajspowialniająącejcej ma tendencje do ma tendencje do wzbudzania siwzbudzania sięę, na skutek rozchodzenia si, na skutek rozchodzenia sięę fali w kierunku fali w kierunku wstecznym.wstecznym.BWO (BWO (BackBack WaveWave OscillatorOscillator –– inna nazwa inna nazwa CarcinotronCarcinotron) jest to ) jest to odmiana TWT wykorzystywana jako oscylator w oparciu o odmiana TWT wykorzystywana jako oscylator w oparciu o naturalna tendencje rozchodzenia sinaturalna tendencje rozchodzenia sięę fali wstecz. Czfali wstecz. Częęstotliwostotliwośćśćoscylacji mooscylacji możżna na łłatwo zmieniaatwo zmieniaćć przestrajajprzestrajająąc napic napięęciem ciem helixahelixa. . Przez dPrzez dłługi czas zanim powstaugi czas zanim powstałły nowe materiay nowe materiałły y ppóółłprzewodnikowe byprzewodnikowe byłło to go to głłóówne wne źźrróóddłło sygnao sygnałłu u mikrofalowego. Obecnie jest lampmikrofalowego. Obecnie jest lampąą nadal popularnnadal popularnąą jako jako źźrróóddłło o sygnasygnałłu o duu o dużżej mocy na falach milimetrowych i ej mocy na falach milimetrowych i THzTHz..


Rys.1 Rys.1 -- Typowa struktura TWT z Typowa struktura TWT z helixemhelixem


NajwiNajwięększe napiksze napięęcie panuje pomicie panuje pomięędzy katoddzy katodąą a a helixemhelixem. . HelixHelix jest uziemiony natomiast katoda jest zasilana jest uziemiony natomiast katoda jest zasilana napinapięęciem ujemnym .ciem ujemnym .

StrumieStrumieńń elektronelektronóów powinien byw powinien byćć doskonale doskonale zogniskowany przelatujzogniskowany przelatująąc przez strukturc przez strukturęę helixahelixa,,helixhelix natomiast powinien mienatomiast powinien miećć potencjapotencjałł rróówny zero. wny zero. Ze wzglZe wzglęędu na niedoskonadu na niedoskonałłoośćść ogniskowania ogniskowania elektrostatycznego w obrelektrostatycznego w obręębie dziabie działła elektronowego, a elektronowego, ogniskowania magnetycznego na okoogniskowania magnetycznego na okołło struktury o struktury helixahelixaoraz braku idealnej oraz braku idealnej prpróóznizni, p, płłynie szczynie szcząątkowy prtkowy prąąd d helixahelixa..


HelixHelix jest to linia transmisyjna dopasowana jest to linia transmisyjna dopasowana impedancyjnie. Z reguimpedancyjnie. Z regułły y ZoZo helixahelixa jest jest > 50 Ohm i dlatego pod> 50 Ohm i dlatego podłąłączenia do portczenia do portóów w koncentrycznych zawierajkoncentrycznych zawierająą element element dopasowujdopasowująący.cy.


Rys.2 Rys.2 -- Schematyczna struktura Schematyczna struktura helixahelixa. .


Lampy mniejszej mocy, szczegLampy mniejszej mocy, szczegóólnie starszego typu lnie starszego typu posiadajposiadająą tylko jeden kolektor zbierajtylko jeden kolektor zbierająący elektrony. cy elektrony. NapiNapięęcie na tym jednym kolektorze lub na kilku jest cie na tym jednym kolektorze lub na kilku jest niniżższe od napisze od napięęcia na cia na helixiehelixie. Strumie. Strumieńń elektronelektronóów po w po opuszczeniu struktury opuszczeniu struktury helixahelixa nie musi junie musi jużż bybyććzogniskowany. Zmniejszajzogniskowany. Zmniejszająąc napic napięęcie C1 i C2 cie C1 i C2 wzglwzglęędem katody zmniejszamy moc wydzielandem katody zmniejszamy moc wydzielanąą na na ciepciepłło w lampie. Dzio w lampie. Dzięęki temu rki temu róówniewnieżż powipowięększa siksza sięęsprawnosprawnośćść energetyczna lampy. energetyczna lampy.


Lampy ze strukturLampy ze strukturąą typu typu helixhelix mogmogąą bybyćć konstruowane konstruowane jako szerokopasmowe. Generalnie najwijako szerokopasmowe. Generalnie najwięększe ksze wzmocnienie uzyskuje siwzmocnienie uzyskuje sięę dla skoku dla skoku helixahelixa 4 zwoje na 4 zwoje na dlugodlugośścici fali. fali. WaWażżne jest dobre dopasowanie wejne jest dobre dopasowanie wejśścia i wyjcia i wyjśścia TWT. cia TWT. SzczegSzczegóólnie dopasowanie wyjlnie dopasowanie wyjśścia mocia możże miee miećć istotny istotny wpwpłływ na stabilnoyw na stabilnośćść wzmacniacza. Fala odbita wzmacniacza. Fala odbita powoduje modulacje strumienia elektronpowoduje modulacje strumienia elektronóów w takim w w takim stopniu, stopniu, żże moge mogąą zostazostaćć spespełłnione warunki konieczne nione warunki konieczne do powstania oscylacji.do powstania oscylacji.


Fala odbita od wyjFala odbita od wyjśścia powoduje zafalowanie ( cia powoduje zafalowanie ( rippleripple ) ) charakterystyki czcharakterystyki częęstotliwostotliwośściowej TWT. Zaleciowej TWT. Zależżnie od nie od czczęęstotliwostotliwośści, czyli dci, czyli dłługougośści fali zmienia sici fali zmienia sięę faza sygnafaza sygnałłu u odbitego i nastodbitego i nastęępuje dodawanie lub odejmowanie sipuje dodawanie lub odejmowanie sięę synalu synalu odbitego i sterujodbitego i sterująącego.cego.Z reguZ regułły struktura y struktura helixahelixa jest bardzo delikatna i powoduje jest bardzo delikatna i powoduje ograniczenie mocy lampy ze wzglograniczenie mocy lampy ze wzglęędu na ograniczenie prdu na ograniczenie prąądu DC du DC przez przez helixhelix. . HelixHelix jest jest najczenajcześściejciej wykonany z wolframu wykonany z wolframu ((tungsteintungstein) mocowanego do ) mocowanego do śścianek rury linii cianek rury linii helikalnejhelikalnej za za pomocpomocąą wspornikwspornikóów dielektrycznych dobrze odprowadzajw dielektrycznych dobrze odprowadzająących cych ciepciepłło. Jednym z o. Jednym z materiamateriałłowow jest tlenek berylu (Be2O), a innym, jest tlenek berylu (Be2O), a innym, najlepiej odprowadzajnajlepiej odprowadzająącym ciepcym ciepłło stosowanym materiao stosowanym materiałłem jest em jest diament.diament.


Jednym z parametrJednym z parametróów pracy lampy, ktw pracy lampy, któórego nie nalerego nie należży y przekroczyprzekroczyćć jest maksymalny prjest maksymalny prąąd d helixahelixa IhIh..Lampy ze strukturLampy ze strukturąą typu typu „„foldedfolded waveguidewaveguide”” maja ograniczenia maja ograniczenia pasma ze wzglpasma ze wzglęędu na ograniczenia czdu na ograniczenia częęstotliwostotliwośści granicznych ci granicznych falowodu, ale w zamian mofalowodu, ale w zamian możżna uzyskana uzyskaćć wiekszwieksząą moc. TWT moc. TWT bardzo dubardzo dużżej mocy maja strukturej mocy maja strukturęę spowalniajspowalniająąca fale zbudowanca fale zbudowanąąze sprzze sprzężężonych rezonatoronych rezonatoróów. w. NapiNapięęcia ogniskujcia ogniskująące i przyspieszajce i przyspieszająące strumiece strumieńń elektronelektronóów w musza bymusza byćć dokdokłładnie stabilizowane. Wspadnie stabilizowane. Wspóółłczesne zasilacze do czesne zasilacze do TWT sTWT sąą zbudowane w oparciu o techniki zbudowane w oparciu o techniki „„SwitchingSwitching Power Power SupplySupply”” z bardzo dokz bardzo dokłładnadnąą stabilizacjstabilizacjąą napiec i zabezpieczeniami napiec i zabezpieczeniami przed przeciprzed przeciążążeniem.eniem.


Lampy na pasmo K i wyLampy na pasmo K i wyżższe wymagajsze wymagająą czczęęsto napisto napięćęć powypowyżżej ej 12 12 kVkV dochodzdochodząących do 24kV. Strumiecych do 24kV. Strumieńń elektronelektronóów mow możże bye byććprzyspieszony do 0.25 prprzyspieszony do 0.25 pręędkodkośści ci śświatwiatłła i w takiej TWT a i w takiej TWT zaczynajzaczynająą zachodzizachodzićć zjawiska relatywistyczne.zjawiska relatywistyczne.

Lampy zaprojektowane na pewien zakres czLampy zaprojektowane na pewien zakres częęstotliwostotliwośści moci możżna w na w ograniczonym zakresie ograniczonym zakresie ““przestroiprzestroićć”” nieco w dnieco w dóółł lub nieco w lub nieco w ggóórręę. Je. Jeżżeli chcemy ueli chcemy użżyyćć TWT zaprojektowanTWT zaprojektowanąą na wyna wyżższsząączczęęstotliwostotliwośćść dla nidla niżższych czszych częęstotliwostotliwośści, to naleci, to należży podniey podnieśćśćnapinapięęcie cie helixahelixa. Jest to na pierwszy rzut oka przeciwne intuicji, . Jest to na pierwszy rzut oka przeciwne intuicji, ale chodzi o to, ale chodzi o to, żże de dłługougośćść fali w fali w helixiehelixie dla nidla niżższych szych czczęęstotliwostotliwośści bci bęędzie widzie więększa i w zwiksza i w zwiąązku z tym nalezku z tym należży y przyspieszyprzyspieszyćć strumiestrumieńń elektronelektronóów aby pokonaw aby pokonałł ddłłuużższsząą drogdrogęę w w tym samym czasie.tym samym czasie.


Rys.3 Rys.3 -- DDłługougośćść fali i prfali i pręędkodkośćść strumienia elektronstrumienia elektronóóww


2 2

WspWspóółłczynnik szumu TWT czynnik szumu TWT

i jego wpi jego wpłływ na pracyw na pracęę systemusystemu


TWT mocy maja NF typowo 20 TWT mocy maja NF typowo 20 -- 30dB. Trzeba 30dB. Trzeba zwrzwróócicićć uwaguwagęę na zapewnienie wystarczajna zapewnienie wystarczająącej izolacji cej izolacji pomipomięędzy wyjdzy wyjśściem TWT a wejciem TWT a wejśściem RX.ciem RX.Okazuje, siOkazuje, sięę żże e „„zatkanazatkana”” TWT w dalszym ciTWT w dalszym ciąągu gu generuje szum. Moc tego szumu zalegeneruje szum. Moc tego szumu zależży od typu TWTy od typu TWTi sposobu i sposobu „„zatkaniazatkania”” lampy. Nawet bez przylampy. Nawet bez przyłłoożżonych onych wysokich napiwysokich napięćęć, bezw, bezwłładne elektrony generujadne elektrony generująą silny silny szum termiczny.szum termiczny.


Rys.4 Rys.4 -- Szum generowany przez TWT I jego wpSzum generowany przez TWT I jego wpłływ na pogorszenie NF toru RXyw na pogorszenie NF toru RX


PrzykPrzykłłady obliczeady obliczeńń::ZaZałłóóżżmy nastmy nastęępujpująące parametry systemu:ce parametry systemu:NF_rxNF_rx =0.8 =0.8 dBdBTemparaturaTemparatura SzumowSzumow RX RX Tn_rxTn_rx = 58.7 K= 58.7 KIzolacja Izolacja przelacznikaprzelacznika anteny 70dBanteny 70dBTypowe dane TWT: G=40dB NF_twt=27dB Typowe dane TWT: G=40dB NF_twt=27dB


Szum termiczny na Szum termiczny na wejsciuwejsciu TWT:TWT:Pn_in_twtPn_in_twt = = --174 + 27= 147 174 + 27= 147 dBmdBm/Hz/HzSzum termiczny na wyjSzum termiczny na wyjśściu TWT:ciu TWT:Pn_out_twtPn_out_twt = = --147 +40 = 147 +40 = --107dBm/Hz107dBm/HzSzum generowany przez TWT przedostajSzum generowany przez TWT przedostająący sicy sięę na na wejwejśście odbiornika (RX):cie odbiornika (RX):Pn_rx_inPn_rx_in = = --107 107 --70 = 70 = --177 177 dBmdBm/Hz/HzOdpowiadajOdpowiadająąca temu temperatura szumca temu temperatura szumóów:w:Tn_rx_inTn_rx_in = 143.9 K= 143.9 K


CaCałłkowita temperatura szumkowita temperatura szumóów toru w toru odbiorczego:odbiorczego:Tn_rx_totalTn_rx_total= 58.7 + 143.9 K= 58.7 + 143.9 KPrzeliczajacPrzeliczajac::NF_totalNF_total = 2.2 = 2.2 dBdB..

Z tego przykZ tego przykłładu widaadu widaćć, , żże izolacja e izolacja przeprzełąłącznika = 70dB jest niewystarczajcznika = 70dB jest niewystarczająąca !ca !


TWT mogTWT mogąą pracowapracowaćć na na czczęęstotliwosciachstotliwosciachharmonicznych, natomiast nie bharmonicznych, natomiast nie bęęddąą pracowapracowaćć na na czczęęstotliwostotliwośściach pod harmonicznych. Np. ciach pod harmonicznych. Np. lampa RW 85 zaprojektowana na pasmo 6.4lampa RW 85 zaprojektowana na pasmo 6.4--7.1 7.1 GHz nie bGHz nie bęędzie pracowadzie pracowaćć w paw paśśmie 3.4 GHz, mie 3.4 GHz, bbęędzie natomiast bardzo sprawnym dzie natomiast bardzo sprawnym podwajaczempodwajaczem czczęęstotliwostotliwośści i przy sterowaniu ci i przy sterowaniu 3.4 GHz uzyskamy pe3.4 GHz uzyskamy pełłna moc na 6.8 GHz.na moc na 6.8 GHz.


3 3

Popularne TWT stosowane Popularne TWT stosowane

dla pasm amatorskich.dla pasm amatorskich.


5.76 GHz5.76 GHz -- Siemens Siemens RW 85RW 85, 6.425, 6.425--7.125 GHz i 7.125 GHz i PoutPout 22W. 22W. U_helixU_helix = 3250 +/= 3250 +/--0.5% pojedynczy C; 0.5% pojedynczy C; RW289RW289, 5.9 , 5.9 --7.125 7.125 GHz, GHz, U_hU_h = 4000V, = 4000V, PoutPout 10W C1, C210W C1, C2

10.4 GHz10.4 GHz -- wszystkie TWT poniwszystkie TWT poniżżej maja C1 i C2 ej maja C1 i C2 –– Siemens: Siemens: RW 1125 RW 1125 -- 10.710.7--11.7 GHz, 11.7 GHz, U_hU_h 31503150--3250V, Pout=22W;3250V, Pout=22W;RW 1125G RW 1125G -- 10.710.7--13.25 GHz, 13.25 GHz, U_hU_h 3200V, Pout=20W;3200V, Pout=20W;RW 1127 RW 1127 -- 11.711.7--13.25 GHz, 13.25 GHz, U_hU_h 5000V, Pout=5W;5000V, Pout=5W;RW 1136 RW 1136 -- 10.710.7--11.7 GHz, 11.7 GHz, U_hU_h = 3250V, Pout=8W;= 3250V, Pout=8W;RW 2135 RW 2135 -- 10.710.7--11.7 GHz, 11.7 GHz, U_hU_h = 5100V, Pout=10W;= 5100V, Pout=10W;Thomson TH 3631 Thomson TH 3631 -- 3631C, 3631W 10.73631C, 3631W 10.7--11.7 GHz11.7 GHzU_hU_h = 3750V, Pout=20W.= 3750V, Pout=20W.


Lampa RW85 naleLampa RW85 należży do starego typu z pojedynczym kolektorem. y do starego typu z pojedynczym kolektorem. Z tego wzglZ tego wzglęędu ma ograniczenie mocy wydzielanej wewndu ma ograniczenie mocy wydzielanej wewnąątrz trz lampy. Lampa ta bylampy. Lampa ta byłła zaprojektowana na pasmo 6.425a zaprojektowana na pasmo 6.425--7.125 7.125 GHz i GHz i PoutPout 22W. 22W. U_helixU_helix = 3250 +/= 3250 +/--0.5% 0.5% W paW paśśmie 5.76 GHz dla katalogowych wartomie 5.76 GHz dla katalogowych wartośści napici napięćęć i pri prąąddóów w maksymalna moc wynosi 15 W. Zwimaksymalna moc wynosi 15 W. Zwięększajkszająąc napic napięęcie Uh do cie Uh do 3.585 3.585 kVkV momożżna uzyskana uzyskaćć 26W out. Jednocze26W out. Jednocześśnie stosuje sinie stosuje sięępoprawpoprawęę ogniskowania za pomocogniskowania za pomocąą zewnzewnęętrznych magnestrznych magnesóów aby w aby nie przekroczynie przekroczyćć IhIh maxmax..RW298 lepiej nadaje siRW298 lepiej nadaje sięę do pracy w pado pracy w paśśmie 5.76 GHz, nalemie 5.76 GHz, należży y nieco nieco podniepodnieśścc U_hU_h aby przestroiaby przestroićć lamplampęę na nina niżższsząą czczęęstotliwostotliwośćśći zezwolii zezwolićć na przecina przeciążążenie C1. Wtedy moenie C1. Wtedy możżemy uzyskaemy uzyskaćć 3030--40W 40W out.out.


Standardowy zasilacz Standardowy zasilacz SiemensSiemens’’aa RWN322 posiada RWN322 posiada wszystkie zabezpieczenia.wszystkie zabezpieczenia.


Lampy z serii Lampy z serii RW1127, 1136, 2135RW1127, 1136, 2135 majmająą podanpodanąąkatalogowo stosunkowo niskkatalogowo stosunkowo niskąą moc wyjmoc wyjśściowciowąą: od 5W : od 5W do 10W. Wynika to z wymaganej dudo 10W. Wynika to z wymaganej dużżej liniowoej liniowośści ci wzmacniacza stosowanego do potrzeb cyfrowej wzmacniacza stosowanego do potrzeb cyfrowej modulacji QAM wymagajmodulacji QAM wymagająącej bardzo dobrej liniowocej bardzo dobrej liniowośści ci i dui dużżego stosunku mocy szczytowej do ego stosunku mocy szczytowej do śśredniej. W redniej. W warunkach amatorskich dla pracy CW wymagania co do warunkach amatorskich dla pracy CW wymagania co do liniowoliniowośści sci sąą bardzo mabardzo małłe, moc jest jedynie ograniczona e, moc jest jedynie ograniczona nasyceniem lampy. Podobnie jest dla pracy FM. Dla nasyceniem lampy. Podobnie jest dla pracy FM. Dla SSB wystarczajSSB wystarczająącym kryterium bcym kryterium bęędzie IMD3 < dzie IMD3 < --25dBc, 25dBc, na mikrofalach raczej rzadko bna mikrofalach raczej rzadko bęędziemy powodowadziemy powodowaććspliterspliter przeszkadzajprzeszkadzająący innym.cy innym.


Rodzina tych lamp posiada dwa kolektory C1 i C2. W Rodzina tych lamp posiada dwa kolektory C1 i C2. W nowoczenowocześśniejszych zasilaczach prniejszych zasilaczach prąądy kolektordy kolektoróów sw sąąmonitorowane i w przypadku przecimonitorowane i w przypadku przeciążążenia zasilacz odcina enia zasilacz odcina zasilane WN do lampy. Kolektory szasilane WN do lampy. Kolektory sąą wykonane jako cienkie wykonane jako cienkie cylindry wolframowe bez ducylindry wolframowe bez dużżych moych możżliwoliwośści odprowadzenia ci odprowadzenia mocy mocy –– podobnie jak anody w mapodobnie jak anody w małłych lampach radiowych.ych lampach radiowych.

Okazuje siOkazuje sięę, , żże dla tej rodziny lamp ge dla tej rodziny lamp głłóówne ograniczenie mocy wne ograniczenie mocy wyjwyjśściowej wynika ze wzrostu prciowej wynika ze wzrostu prąądu C1 a nie du C1 a nie IhIh. Niekt. Niektóórzy rzy amatorzy zalecajamatorzy zalecająą cacałłkowite kowite ododłłaczenieaczenie zabezpieczenia przed zabezpieczenia przed przeciprzeciążążeniem C1. Jest to trocheniem C1. Jest to trochęę ryzykowne.ryzykowne.


Ja w dalszym ciJa w dalszym ciąągu stosuje ograniczenie, ale gu stosuje ograniczenie, ale dopuszczam dudopuszczam dużżo wyo wyżższy poziom prszy poziom prąądu. du. RekomendowaRekomendowałł bym przynajmniej bym przynajmniej monitorowanie tego prmonitorowanie tego prąądu.du.Na czNa częęstotliwostotliwośści 10.4 GHz moci 10.4 GHz możżna uzyskana uzyskaćć moc moc rzrzęędu 30du 30--40W, a rekordzi40W, a rekordziśści uzyskujci uzyskująą nawet do nawet do 80W, ale 80W, ale żżywot lamp tej serii przeciywot lamp tej serii przeciążążonej ponad onej ponad 40W out jest raczej kr40W out jest raczej króótki.tki.


Rys.5 Rys.5 -- Wykorzystanie zabezpieczenia przed IC1_max w zasilaczu RWN322 Wykorzystanie zabezpieczenia przed IC1_max w zasilaczu RWN322 do monitorowania prdo monitorowania prąądu IC1du IC1


4 4

Strojenie lampy na Strojenie lampy na PmaxPmax

za pomocza pomocąą zewnzewnęętrznych trznych magnesmagnesóów.w.


Uwaga:Uwaga:Jest to operacja dosyJest to operacja dosyćć delikatna, wymaga delikatna, wymaga cierpliwocierpliwośści i ostroci i ostrożżnonośści. Zasada dziaci. Zasada działłania tego ania tego typu strojenia polega na typu strojenia polega na „„poprawieniu poprawieniu ogniskowaniaogniskowania”” strumienia elektronstrumienia elektronóów w celu w w celu zmniejszenia przmniejszenia prąądu du helixahelixa..


Przy przesterowaniu lampy zaczyna narastaPrzy przesterowaniu lampy zaczyna narastaćć prprąąd d helixahelixa i to i to najcznajczęśęściej ogranicza ciej ogranicza PmaxPmax. Jest to spowodowane . Jest to spowodowane ““rozogniskowaniemrozogniskowaniem”” strumienia elektronstrumienia elektronóów.w.Procedura postProcedura postęępowania jest nastpowania jest nastęępujpująąca: Monitorujca: Monitorująąc prc prąąd d helixahelixa, pr, prąąd katody i d katody i PoutPout powoli zblipowoli zbliżżamy magnes lub kilka amy magnes lub kilka magnesmagnesóów do lampy i staramy siw do lampy i staramy sięę znaleznaleźćźć miejsce w ktmiejsce w któórym rym IhIhspadnie. Mospadnie. Możże sie sięę zdarzyzdarzyćć, ze , ze IhIh spadnie ale spadnie ale IkIk, IC1, IC2 , IC1, IC2 zaczynajzaczynająą narastanarastaćć w zalew zależżnonośści od pozycji magnesu. Jeci od pozycji magnesu. Jeżżeli eli zmniejszymy zmniejszymy IhIh to moto możżemy zwiemy zwięększykszyćć moc sterujmoc sterująąca I prca I próóbowabowaććz kolejnym magnesem az kolejnym magnesem ażż dojdziemy do momentu, w ktdojdziemy do momentu, w któórym nie rym nie da sida sięę uzyskauzyskaćć wiwięększej kszej PoutPout. . MoMożże sie sięę okazaokazaćć, ze dla braku sterowania lampy, spoczynkowy , ze dla braku sterowania lampy, spoczynkowy prprąąd d IhIh bbęędzie nieco wydzie nieco wyżższy niszy niżż oryginalnie. Jeoryginalnie. Jeżżeli nie jest on eli nie jest on zbyt wysoki i miezbyt wysoki i mieśści sici sięę w granicach danych katalogowych lampy w granicach danych katalogowych lampy oraz zdrowego rozsoraz zdrowego rozsąądku to modku to możżemy uznaemy uznaćć, , żże taki stan moe taki stan możżna na zostawizostawićć..


Rys.6 Rys.6 -- PrzykPrzykłład TH3631 dostrojonej magnesami. Moc w paad TH3631 dostrojonej magnesami. Moc w paśśmie 10,368 mie 10,368 GHz wzrosGHz wzrosłła z 19W do 26W bez przecia z 19W do 26W bez przeciążążania ania żżadnej z elektrodadnej z elektrod


Rys.7 Rys.7 -- RW85 dostrojona na pasmo 5.76 GHz RW85 dostrojona na pasmo 5.76 GHz zwizwięększajackszajac UhelixUhelix oraz oraz poprawiajpoprawiająąc ogniskowanie zewnc ogniskowanie zewnęętrznymi magnesamitrznymi magnesami


RW1125, RW1127, RW1136 byRW1125, RW1127, RW1136 byłły modyfikowane do y modyfikowane do pracy w papracy w paśśmie 24 GHz.mie 24 GHz.Modyfikacja polegaModyfikacja polegałła na usunia na usunięęciu ciu zzłłaczyaczy SMA oraz SMA oraz LPF znajdujLPF znajdująącego sicego sięę poniponiżżej ej zzłłaczyaczy SMA i SMA i zamontowaniu adapterzamontowaniu adapteróów falowodowych WR42 w falowodowych WR42 ––wymiar wewnwymiar wewnęętrzny 10.667 x 4.318 mm trzny 10.667 x 4.318 mm pokrywajacypokrywajacypasmo 18 pasmo 18 -- 26.5 GHz. Dok26.5 GHz. Dokłładny opis modyfikacji adny opis modyfikacji znajduje siznajduje sięę w w internecieinternecie: : „„ModifyingModifying thethe RW1127 RW1127 andand similarsimilar TWTsTWTs for 24 GHzfor 24 GHz”” by G4NNS.by G4NNS.


Literatura:Literatura:Jan Hennel, Jan Hennel, ““Lampy MikrofaloweLampy Mikrofalowe””, WNT , WNT Warszawa 1976Warszawa 1976A.S. A.S. GlimourGlimour ““Klystrons, Traveling Wave Klystrons, Traveling Wave Tubes, Magnetrons, CrossTubes, Magnetrons, Cross--Field AmplifiersField Amplifiers””, , GyrotronsGyrotrons, , ArtechArtech House Microwave LibraryHouse Microwave Library


DziDzięękujemy za uwagkujemy za uwagęę..

* * PodziPodzięękowania dla Pawkowania dla Pawłła WA6PY za przygotowanie a WA6PY za przygotowanie materiamateriałłóóww z z przeznaczeniem na 14 BSM. przeznaczeniem na 14 BSM.

Lampy z FaląBieżącą– LFB (Traveling Wave Tube TWT)emejo80jk.cba.pl/Technika/Lampy z Fala...

Documents

Transcript of Lampy z FaląBieżącą– LFB (Traveling Wave Tube TWT)emejo80jk.cba.pl/Technika/Lampy z Fala...