Перекрещено- усилитель поля

A усилитель со скрещенными полями (CFA ) - это специализированная электронная лампа, впервые представленная в середине 1950-х и часто использовался в качестве микроволнового усилителя в очень мощных передатчиках.

Raytheon инженер Уильям К. Браун по адаптации принципов магнетрона для создания нового широкополосного усилителя, как правило, признан первым CFA, который он назвал Amplitr на . Другие названия, которые иногда используются производителями CFA, включают Platinotron или Stabilotron .

. CFA имеет более низкое усиление и полосу пропускания, чем другие лампы для микроволновых усилителей ( такие как клистроны или лампы бегущей волны ); но он более эффективен и способен обеспечивать гораздо более высокую выходную мощность.

Пиковая выходная мощность в несколько мегаватт и средний уровень мощности в десятки киловатт могут быть достигнуты с эффективностью рейтинги превышают 70 процентов. В настоящее время они используются в наземных спутниковых станциях и в сетях связи в дальнем космосе.

Эксплуатация

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 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-схема 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 небольшим потеря. 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 передатчике нисходящего канала S-диапазона на лунном модуле Apollo, где требовались высокая эффективность и надежность.

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 радиочастотного излучения достаточно, чтобы соответствовать скорости электронов.

РЧ 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.

Существует небольшая обратная связь RF от выхода к входу. Это создает небольшое случайное фазовое дрожание, когда устройство работает в импульсном режиме.

Ссылки