Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 10 - Molekylar- och reaktansförstärkare, av Herbert Steyskal
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
reaktans, fig. 8, vars värde ändras periodiskt med
resonatorns dubbla egenfrekvens genom
täthetsmo-dulering av elektronstrålen. Förstärkningsprincipen
liknar den som beskrevs i samband med ekv. (5).
I en klystron av "floating drift tube^typ5* inställes
löptidsvinkeln 6 i driftsträckan så att
0 = (2 n + 3/2) jr, n = 1, 2, 3 ...
Elektronstrålen framkallar då en negativ resistans
över svängningskretsen och oscillationer exciteras.
Väljes däremot löptidsvinkeln så att
6 = (2 /i + 1) jr eller 6 = (2 n + 2) -t
så uppträder en ren susceptans (positiv eller
negativ) över kretsen.
Bruset i elektronstrålarna härrör från ström- och
hastighetsvariationer. I långa elektronstrålar
uppträder bruskomposanterna i form av stående vågor
utmed strålens längd z, så att
Fig. 8. Reaktansförstärkare med en elektronstråle som
variabel reaktans.
Reactance amplifier with an electron beam as a
variable reactance.
ibrut2 = A sin2 –-z
Vo
= .4 sin2 ■«—
Vbrus2 — B cos2 — • Z = B cos2 —
Vo Ap
där v0 är strålmedelhastigheten, co„ =
plasmafrekvensen för given strålgeometri och lp =
plasmavåglängden.
Om löptidsvinkeln mellan kavitetsspalterna är lika
med (2n+och löpsträckan är liten jämförd
med plasmavåglängden, så blir brusbidragen i
spalterna i det närmaste lika med varandra och i
mot-fas. Inga brusströmmar induceras då i kaviteten och
förstärkningsmekanismen är fri från det vanliga
elektronrörbruset.
Följande experimentella resultat är kända54. En till
2 450 V accelererad elektronstråle med 18 mA
passerade en kavitet med resonansfrekvensen 4 150 MHz
där signalen inmatades. Modulering utfördes med en
annan kavitet med frekvensen 8 300 MHz och krävde
140 mW effekt. Med löptidsvinkeln 0=Sx erhölls
20 dB förstärkning. Brusdata har ej publicerats.
Elektroniska förstärkare av vandringsvågstyp
Om man utnyttjar kända men hittills oanvända
rvmdladdningsvågor i elektronstrålar, så borde man
kunna konstruera vandringsvågsförstärkare med lågt
brus58. Det är välkänt, att hastighetsmodulation av
en elektronstråle leder till framåtskridande
ström-och hastighets vågor av typ
- Io + il
H-j-^.[ IT??):
l>o \ <a /
-r ^l) ’1
v0 +–- - Vo- e
CO lo
jæt
■i — ■ IT
Vo \
där v0 är strålmedelhastighet och iop är
plasmafrekvens för given strålgeometri.
Plustecknet i exponenten kännetecknar en
"långsam" och minustecknet en "snabb" plasmavåg. Den
snabba vågen höjer strålens energi lika mycket som
den långsamma sänker den. I en konventionell
vandringsvågsförstärkare växer den långsamma vågen
exponentiellt genom interaktion med
fördröjningsledningen. Den snabba vågen förblir opåverkad och
strålens energi avtar då utmed ledningen och
motsvarande differensenergi överföres till signalfältet
på ledningen. Det lägsta brus, som en sådan vand-
ringsvågsförstärkare kan lämna står i direkt
samband med den långsamma rymdladdningsvågens
tillväxt. Eftersom den nyssnämnda differensenergin tas
från strålens brusbehäftade likströmsenergi så
överföres också dess brus till signalen.
Det vore helt annorlunda om både snabb och
långsam plasmavåg skulle kunna växa exponentiellt
utmed strålen. Då skulle strålens likströmsenergi inte
tas i anspråk för energiöverföring. Den energi, som
den långsamma vågen skulle lämna till signalen,
skulle samtidigt tagas från den snabba vågen.
Strål-bruset skulle därmed vara eliminerat ur
förstärkningsmekanismen.
Det har föreslagits58 att den snabba vågens energi
skall höjas genom parametrisk förstärkning, dvs.
genom tillförsel av högfrekvensenergi. Det av
signalen uppsatta paret av långsam och snabb våg
moduleras med dubbla signalfrekvensen. Man får ett nytt
par av plasmavågor med något avvikande
fashastighet. Interaktion av dessa vågor ger parametrisk
förstärkning av både snabb och långsam plasmavåg.
Energin kan sedan kopplas ut antingen ur den ena
eller den andra vågen, t.ex. med en
fördröjningsledning eller en kavitet.
Experiment har företagits157 med en förstärkare av
följande konstruktion: En elektronstråle med 1 000
V hastighet och 12 mA strömstyrka passerar genom
tre efter varandra anordnade kaviteter. I den första
moduleras strålen med 8 000 MHz och en tillförd
pumpeffekt av 1 W. Sedan passeras den andra
kaviteten som exciteras med en 4 000 MHz-signal.
Ur den tredje kaviteten utkopplas den med 50 dB
förstärkta signalen. Brusdata har ej uppmätts.
En förstärkare av samma typ men av icke
beskriven konstruktion57 lär ha givit 25 dB förstärkning
för en signal av 500 MHz med 10 % bandbredd och
2,6 dB brus.
Litteratur
Allmänt
1. Wittke J: Molecular amplification and generation of
microwaves. PIRE, mars 1957, s. 291.
2. Wittke J: New approaches to the amplification of microwaves.
RCA Rev., dec. 1957, s. 441.
3. Saxzberg r: Masers and reactance amplifiers. PIRE nov. 1957,
s. 1544.
4. Weiss M: Quantum derivation of energy relations analogous to
those for non-linear reactances. PIRE, juli 1957, s. 1012.
ELTEKNIK 1958 1 1 9
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
