Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 23. 5 juni 1956 - Mikrovågsrör, av Sigvard Tomner
<< 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.
12 juni 1956
553
fortplantar sig med ljusets hastighet som en våg
längs tråden i spiralen. Genom skruvverkan
reduceras emellertid vågens axiella hastighet med
t.ex. en faktor på 13. En elektronstråle skjutes
från en elektronkanon i rörets ena ända genom
spiralen och uppfångas av en kollektor i rörets
andra ända. Ett axiellt magnetfält (ej visat i
fig. 7) användes för att fokusera elektronstrålen.
Detta magnetfält har ingen annan inverkan på
elektronernas rörelse. Den hastighet varmed
elektronerna passerar spiralen beror på dennas
potential i förhållande till katoden. Om
potentialskillnaden är 1 700 V kommer elektronerna att
ha en hastighet som är 1/13 av ljushastigheten.
Härvid uppstår en växelverkan som närmare
skall förklaras med hjälp av fig. 8 och något
matematik.
Vi tänker oss således en lång transmissionsledning8
(fördröjningsledning) med en induktans L och en kapacitans
C per längdenhet. Induktansen utgöres av trådvarven i
spiralen och kapacitansen motsvararas i verkligheten av
kapacitansen mellan olika varv. i0 är likströmstätheten och
i växelströmstätheten i en elektronstråle, som går mycket
nära spiralen. Vi förutsätter att i0 är mycket större än i.
I och V är växelström resp. växelspänning för
fördröjningsledningen. För denna gäller att ändringen i ström
blir
3/ = - + Jdz
at
där J är tillskottet i ström (förskjutningsström) per
längdenhet från elektronstrålen. Vi antager att elektronstrålen,
som i praktiska fallet ligger inuti spiralen, påverkas över
hela strålens tvärsnitt av ett elektriskt fält (E v/m) från
transmissionsledningen. Med användning av mekanikens
lagar för en elektrons rörelse i ett elektriskt fält får man
följande differentialekvation för växelströmstätheten i
elektronstrålen.
Insignal
3 »i
dT>+2VedITt+Ve’d;
e 3 E
–Qo-
m
31
Här betyder ve elektronernas medelhastighet längs spiralen,
e och m är elektronernas laddning resp. massa samt Q0
är laddningstätheten för den ostörda elektronstrålen.
Vi inför i dessa ekvationer
d V 3 / 3 V 3 i
= — E = — samt J = O —
C z dt C z o z
där a är elektronstrålens area. Om lösningen av
ekvationssystemet göres med avseende på V, får man en linjär
differentialekvation av fjärde ordningen. Denna har fyra
lösningar av typen
V=Ae’mt->e-ißz
dvs. fyra värden på A och ß. Om ß är ett komplext tal med
negativ imaginärdel får man en våg, vars amplitud stiger
med z. Genom vidare bearbetning av den teoretiska
analysen finner man att lämpligaste /?-värde (största
förstärkning) uppnås om elektronhastigheten anpassas så att den
är något större än signalens axiella fashastighet.
Konstanterna A bestämmes av randvillkoren att vid spiralens början
en viss signal matas in där den får börja påverka en
ostörd stråle där i är lika med noll. Om ekvationssystemet
löses med avseende på i blir resultatet en våg som
fortplantar sig längs elektronstrålen.
Förstärkningen i dB är proportionell mot
spirallängden och verkningsgraden beror på spiralens
dimensioner — högt L/C-förhållande är ur den-
Fig. 7. Principskiss av vandringsvågrör; det fokuserande
axiella magnetfältet ej visat i figuren.
na synpunkt önskvärt — samt på förhållandet
mellan ström och spänning i elektronstrålen.
Eftersom kopplingen mellan spiralen och de
till denna kopplade vågledarna icke kan göras
helt reflektionsfri kommer en del av den
förstärkta signalen att reflekteras från spiralens
utgångsända tillbaka till dess ingångsända och
där ånyo delvis reflekteras. Härigenom skapas
förutsättningar för självsvängning. För att
hindra detta, lägger man en dämpning på spiralen
(30 dB) vanligen placerad % från början räknat
(fig. 10 a). Dämpningen åstadkommes på så sätt
att grafitpulver i lämpligt lösningsmedel sprutas
eller målas på spiralen. Dämpningen har liten
inverkan på den signal som skall förstärkas —
dess energi har här i stor utsträckning överförts
till elektronstrålen — men dämpar kraftigt den
reflekterade vågen.
Ett modernt vandringsvågrör avsett för
användning i en radiolänk har följande data:
Frekvensområde ......... MHz 5 925—6 425
Anodspänning .............. V 2 500
Spiralspänning..............V 2 400
Kollektorspänning...........V 1 200
Katodström ...............mA 40
Spiralström ................ %> max. 1
Uteffekt ................... W 5
Förstärkning .............. dB 37
Magnetfält ................. G 600
Vid elektronernas passage genom spiralen
bildas vid kollisioner med resterande gasmolekyler
positiva joner. Dessa joner skulle så småningom
vandra mot katodsidan och slutligen träffa
katoden med stor hastighet och skada denna.
Genom att anodspänningen är 100 V högre än
spiralspänningen förhindras de flesta av dessa posi-
Fig. 8. Principiell bild över växelverkan mellan en
elektronstråle och en transmissionsledning; elektronstrålens
area betecknas med o.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
