Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Кросс өрісі күшейткіші (CFA) - бұл арнайы вакуумдық түтік, алғаш рет 1950 жылдардың ортасында енгізілген және жиі жоғары қуаттылықтағы берілістерде микротолқынды күшейткіш ретінде қолданылады. Raytheon инженері Уильям К. Браунның жаңа кең жолақты күшейткіш жасау үшін магнетрон принциптерін бейімдеу жұмысы, әдетте, ол Amplitron деп атаған алғашқы CFA ретінде танылады. Кейде CFA өндірушілері қолданатын басқа атаулар: Platinotron немесе Stabilotron. CFA-ның пайдасы мен жолақтығы басқа микротолқын күшейткіш құбырларына қарағанда төмен (мысалы, клистрон немесе жылжымалы толқын құбырлары); бірақ ол тиімдірек және шығыс қуаты әлдеқайда жоғары. Көптеген мегаватттық ең жоғары қуаттылық пен ондаған киловатттық орташа қуат деңгейіне қол жеткізуге болады, тиімділік деңгейі 70 пайыздан асады. Қазіргі кезде оларды жерсеріктік жер станцияларында және ғарыштық байланыс желілерінде қолданады.
A crossed field amplifier (CFA) is a specialized vacuum tube, first introduced in the mid 1950s and frequently used as a microwave amplifier in very high power transmitters. Raytheon engineer William C. Brown's work to adapt magnetron principles to create a new broadband amplifier is generally recognized as the first CFA, which he called an Amplitron. Other names that are sometimes used by CFA manufacturers include Platinotron or Stabilotron. A CFA has lower gain and bandwidth than other microwave amplifier tubes (such as klystrons or traveling wave tubes); but it is more efficient and capable of much higher output power. Peak output powers of many megawatts and average power levels of tens of kilowatts can be achieved, with efficiency ratings over 70 percent. Their current use is in satellite ground stations and deep space communications networks.
Операция
CFA электр және магнит өрістері бір-біріне перпендикуляр ("тігінен өтетін өрістер"). Бұл магнетронда қолданылатын өрістік өзара әрекеттесудің бірдей түрі; нәтижесінде екі құрылғыда көптеген сипаттамалар (мысалы, жоғары шың қуаты мен тиімділігі) бар және олардың физикалық көрінісі ұқсас. Алайда, магнетрон - бұл тербеліш, ал CFA - күшейткіш (бұл CFA кез-келген күшейткіш сияқты дұрыс емес төмен кернеуді қолдану арқылы тербеліске ұшырауы мүмкін); CFA-ның RF схемасы (немесе баяу толқын құрылымы) біріктірілген қуыс TWT-ге ұқсас. CFA-ның пайдалы қасиеті бар, өйткені электр қуаты өшірілген кезде, кіру кішкене шығысқа өтеді. Бұл ақаулық кезінде RF айналма коммутациялау қажеттілігін болдырмайды. Екі CFA тек бір ғана қуатпен қатар жалғануы мүмкін; егер ол сәтсіз болса, қуатты негізгі түтіктен алып тастап, қосалқы түтікке резервтік ретінде қолдануға болады. Бұл тәсілді S жолағындағы Аполлон Ай модулінің төменге қарай байланыс берушісінде қолданды, онда жоғары тиімділік пен сенімділік қажет болды. Ортадағы жасыл электродқа үлкен теріс кернеу қойылады, ал үлкен магнит өрісі бетке перпендикуляр бағытталады. Бұл электрондардың жұқа айналып тұратын дискісін құрайды, оның ағысы судың айналып, раковинадан немесе дәретханадан ағып кетуі сияқты. Электрондардың айналатын дискісінің үстінде және астында баяу толқын құрылымы орналасқан. Электрондар жарық жылдамдығынан әлдеқайда баяу ағылады, ал баяу толқын құрылымы кіретін RF жылдамдығын электрондар жылдамдығына сәйкес келуге жеткілікті азайтады. RF кірісі баяу толқын құрылымына енгізіледі. Микротолқындық өрістің ауыспалы әсері электрондардың жылдамдығын арттырып, баяулатады. Бұл бұзылулар электрондар құрылғының айналасында айналып жүргенде өседі, ал радиожиілік энергияның өсуімен электрондар баяулайды. Бұл күшейткішті тудырады. Шығыстан кірмеге кішкентай RF кері байланыс бар. Бұл құрылғы импульс берген кезде сәл кездейсоқ фазалық тербеліс тудырады.
A CFA's electric and magnetic fields are perpendicular to each other ("crossed fields"). This is the same type of field interaction used in a magnetron; as a result, the two devices share many characteristics (such as high peak power and efficiency), and they have similar physical appearances. However, a magnetron is an oscillator, and a CFA is an amplifier (although a CFA can be driven to oscillate by application of improper low voltages as can any amplifier); a CFA's RF circuit (or slow wave structure) is similar to that in a coupled cavity TWT. The CFA has the useful property that when power is shut off, the input simply passes to the output with little loss. This avoids the need for RF bypass switching in the event of failure. Two CFAs can be connected sequentially with only one powered; if it fails, power can be removed from the primary tube and applied to the secondary as a backup. This approach with built in redundancy was used on the S band downlink transmitter on the Apollo Lunar Module, where high efficiency and reliability were needed. A large negative voltage is placed on the green electrode in the center, and a large magnetic field is directed perpendicular to the page. This forms a thin spinning disk of electrons with a flow pattern like spinning water as it drains from a sink or toilet. A slow wave structure is located above and below the spinning disk of electrons. Electrons flow much slower than the speed of light, and the slow wave structure reduces the velocity of the input RF enough to match the electron velocity. The RF input is introduced into the slow wave structure. The alternating microwave field causes the electrons to speed up and slow down alternately. These disturbances grow larger as electrons spiral around the device, and electrons slow down as the RF energy grows. This produces amplification. There is a small amount of RF feedback from output to input. This creates a slight random phase jitter when the device is pulsed.