Ingénierie des micro-ondes - Reflex Klystron

Ce générateur de micro-ondes, est un Klystron qui fonctionne sur les réflexions et les oscillations dans une seule cavité, qui a une fréquence variable.

Reflex Klystron se compose d'un canon à électrons, d'un filament cathodique, d'une cavité anodique et d'une électrode au potentiel cathodique. Il fournit une faible puissance et un faible rendement.

Construction du Reflex Klystron

Le canon à électrons émet le faisceau d'électrons, qui traverse l'espace dans la cavité anodique. Ces électrons se déplacent vers l'électrode Repeller, qui est à un potentiel négatif élevé. En raison du champ négatif élevé, les électrons se repoussent vers la cavité anodique. Dans leur voyage de retour, les électrons donnent plus d'énergie à l'écart et ces oscillations se prolongent. Les détails de construction de ce klystron réflexe sont indiqués dans la figure suivante.

On suppose que des oscillations existent déjà dans le tube et qu'elles sont entretenues par son fonctionnement. Les électrons en traversant la cavité anodique gagnent une certaine vitesse.

Fonctionnement du Reflex Klystron

Le fonctionnement de Reflex Klystron est compris par certaines hypothèses. Le faisceau d'électrons est accéléré vers la cavité anodique.

Supposons qu'un électron de référence e_rtraverse la cavité anodique mais n'a pas de vitesse supplémentaire et il repousse après avoir atteint l'électrode Repeller, avec la même vitesse. Un autre électron, disonse_e qui a commencé plus tôt que cet électron de référence, atteint le répulsif en premier, mais revient lentement, atteignant en même temps que l'électron de référence.

Nous avons un autre électron, l'électron tardif e_l, qui commence plus tard que les deux e_r et e_ecependant, il se déplace avec une plus grande vitesse en revenant en arrière, atteignant en même temps que er et ee.

Or, ces trois électrons, à savoir e_r, e_e et e_l atteindre l'écart en même temps, formant un electron bunch. Ce temps de trajet est appelétransit time, qui devrait avoir une valeur optimale. La figure suivante illustre cela.

La cavité anodique accélère les électrons en allant et gagne leur énergie en les retardant lors du retour. Lorsque la tension d'intervalle est au maximum positif, cela permet au maximum d'électrons négatifs de retarder.

Le temps de transit optimal est représenté par

$$ T = n + \ frac {3} {4} \ quad où \: n \: est \: an \: entier $$

Ce temps de transit dépend des tensions du répulsif et de l'anode.

Applications de Reflex Klystron

Reflex Klystron est utilisé dans les applications où une fréquence variable est souhaitable, telles que -

• Récepteurs radio
• Liaisons micro-ondes portables
• Amplificateurs paramétriques
• Oscillateurs locaux de récepteurs micro-ondes
• En tant que source de signal où une fréquence variable est souhaitable dans les générateurs de micro-ondes.