Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 18. 4 maj 1946 - Klystroner och magnetroner, av Gunnar Svala
<< 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.
452
TEKNISK TIDSKRIFT
stämmer med praktiska förhållanden). Det finns
tydligen endast ett antal diskreta
accelerations-spänningar vid vilka en klystron under i övrigt
oförändrade förhållanden kan bringas att svänga,
en för rörtypen karakteristisk egenhet.
Den teoretiska verkningsgraden för en klystron
som förstärkare och oscillator är enligt (8) 58
ett värde som gjorde att man i början fäste alltför
stora förhoppningar vid denna rörkonstruktion.
Av flera skäl äro de praktiskt realiserbara
värdena av betydligt blygsammare storleksordning,
åtminstone vid våglängder omkring 10 cm och
därunder.
Klystronens svängningskretsar
En mycket viktig del av klystronen har hittills
ej berörts, nämligen svängningskretsarna. Vilka
krav, som måste ställas på dessa, framgår bäst
av en enkel beräkning av ett praktiskt fall. Med
samma approximationer som förut erhålles för
optimala belastningsimpedansen uttrycket
V2
R2 = ~ =
Vo _ o s6 Vo
2-0,58 70 70
(11)
Typiska driftdata för en 10 cm klystron äro
V o i= 3 000 V, lo — 150 mA, vilket ger R2 i=
— 17 000 ohm. Tillåtas 10 % kretsförluster blir
kretsimpedansen vid resonans 170 000 ohm.
Räknar man för enkelhets skull med en krets med
koncentrerade konstanter och antar att
kapa-citansen enbart förlagts till gallren, får man vid
en galleryta av 1 cm2 och ett galleravstånd av 2
mm (praktiska värden) en reaktans av 120 ohm
och sålunda ett Q-värde hos kretsen av 1 400, ett
godhetstal som är ca 10 gånger större än vad man
brukar räkna med för goda kretsar vid vanliga
frekvenser! I själva verket var utvecklandet av
speciella svängningskretsar en förutsättning för
effektivt utnyttjande av
hastighetsmodulerings-principen. Lösningen av detta problem fann man
i hålrumsresonatorerna, vilkas utformning kan
varieras inom vida gränser, men som alla
kännetecknas av att de utgöra slutna hålrum med
metalliska väggar. Den mest renodlade formen, en
sfärisk resonator, ger vid 10 cm ett Q-värde av
ca 26 000, om väggen utgöres av koppar
(Q-värdet är proportionellt mot roten ur
ledningsförmågan hos väggmaterialet). De utföranden,
som ägna sig för att användas som
svängningskretsar i klystroner, ställa sig ej så
gynnsamma ur förlustsynpunkt; man kan räkna med
ungefär 10 gånger sämre värden, men även detta
är ju tillfredsställande. Teorin för
hålrumsresonatorerna är ganska komplicerad; man utgår
från Maxwells ekvationer tillämpade på själva
hålrummet och söker en lösning betingad av
randvillkoren vid väggarna. De vanliga
begreppen induktans, kapacitans, spänning och ström
äro alltså ej tillämpliga vid den exakta
behandlingen av sådana svängningskretsar, vilket inte
hindrar, att vissa praktiska utföranden, bl.a.
sådana som förekomma i klystroner,
approximativt kunna beräknas med sedvanliga metoder.
Man kan nämligen betrakta en sådan resonator,
schematiskt återgiven i fig. 6, såsom sammansatt
av ett oändligt antal parallellkopplade
trådslingor, var och en utgörande en svängningskrets
där induktansen i huvudsak motsvaras av
slingans fyrkantiga del och kapacitansen är förlagd
till de parallella ändarna. I analogi därmed kan
hålrumsresonatorn uppfattas som en toroidspole
med endast ett varv, direkt förbunden med en
cirkulär plankondensator. Reduktionen av
förlusterna har uppnåtts tack vare den stora ledande
ytan (inträngningsdjupet har vid dessa
frekvenser storleksordningen tusendels millimeter) och
den på grund av den slutna formen helt
eliminerade utstrålningen av energi.
Genom att perforera plattorna i resonatorns
mittparti kunna dessa utgöra gallren i
klystronen, och man har sålunda realiserat en intim och
idealisk förening av svängningskrets och "rör" till
en organisk enhet. Vanligen utföras styr- och
belastningskretsar identiska, såvida det inte är
fråga om frekvensmultiplicering, då den förra
blir större än den senare. En resonators
dimensioner äro nämligen i huvudsak proportionella
mot våglängden, dvs. omvänt proportionella mot
frekvensen. Med klystron förstår man i regel hela
denna kombination av elektroder, vakuumkärl
och svängningskretsar inklusive
kopplingsanordningar, med andra ord en komplett förstärkare
eller oscillator.
Bröderna Varian lade ned stor omsorg vid sina
experiment på utförandet av gallren. Dessa
borrades och filades upp så att man fick sexkantiga
hål i ett bikakemönster. Tanken var att uppnå så
god elektrisk och termisk ledningsförmåga och så
homogent elektriskt fält som möjligt mellan
gallren men samtidigt reducera gallrens projicerade
yta i elektronströmmens riktning till ett
minimum, för att minsta möjliga del av strömmen
skulle upptas av dessa. I kommersiella
utföranden har gallrens uppbyggnad förenklats, vid vissa
konstruktioner till och med så långt, att de ersatts
med ett enda hål för elektronstrålen. Vid stora
tvärsnitt på denna tvingas man emellertid att till-
Fig. 6.
Hdlrumsresona-tor, betraktad som en
rotationskropp
sammansatt av ett oändligt antal
parallellkopplade
svängningskretsar i form av
hopböjda trådar.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
