35
TABUNG MICROWAVE Tabung microwave melakukan fungsi yang sama dari generasi dan amplifikasi dalam microwave bagian dari spektrum frekuensi tabung vakum tampil di frekuensi yang lebih rendah. Bagian ini akan menjelaskan operasi dasar dari tabung microwave yang paling banyak digunakan, termasuk klystrons, traveling-wave tabung, osilator gelombang mundur, magnetron, dan amplifier menyeberangi lapangan. Variasi dari tabung untuk digunakan dalam aplikasi khusus yang begitu banyak bahwa mereka semua tidak bisa dibahas dalam modul ini. Namun, prinsip- prinsip umum operasi serupa dalam semua variasi sehingga penjelasan akan terbatas pada prinsip-prinsip umum operasi. Dasar klystron Dua-rongga Klystrons adalah tabung kecepatan-termodulasi yang digunakan dalam radar dan peralatan komunikasi seperti osilator dan amplifier. Klystrons memanfaatkan efek transit waktu dengan memvariasikan kecepatan dari berkas elektron dalam banyak cara yang sama seperti sebelumnya membahas proses kecepatan-modulasi. Kuat bidang elektrostatik diperlukan dalam klystron untuk operasi yang efisien. Hal ini diperlukan karena interaksi sinyal dan berkas elektron terjadi dalam jarak yang sangat pendek. Komponen konstruksi dan penting dari klystron DUA-rongga ditunjukkan pada gambar 2-7A. Gambar 2-7B adalah representasi skematis dari tabung yang sama. Ketika tabung energi, katoda memancarkan elektron yang difokuskan ke balok dengan rendah tegangan positif pada kontrol grid. Balok adalah kemudian dipercepat oleh potensi dc positif yang sangat tinggi yang diterapkan dalam amplitudo yang sama untuk kedua akselerator grid dan grid buncher. Grid buncher

Tabung Microwave

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Tabung Microwave

TABUNG MICROWAVE

Tabung microwave melakukan fungsi yang sama dari generasi dan amplifikasi dalam microwave bagian dari spektrum frekuensi tabung vakum tampil di frekuensi yang lebih rendah. Bagian ini akan menjelaskan operasi dasar dari tabung microwave yang paling banyak digunakan, termasuk klystrons, traveling-wave tabung, osilator gelombang mundur, magnetron, dan amplifier menyeberangi lapangan. Variasi dari tabung untuk digunakan dalam aplikasi khusus yang begitu banyak bahwa mereka semua tidak bisa dibahas dalam modul ini. Namun, prinsip-prinsip umum operasi serupa dalam semua variasi sehingga penjelasan akan terbatas pada prinsip-prinsip umum operasi.

Dasar klystron Dua-ronggaKlystrons adalah tabung kecepatan-termodulasi yang digunakan dalam radar dan peralatan komunikasi seperti osilator dan amplifier. Klystrons memanfaatkan efek transit waktu dengan memvariasikan kecepatan dari berkas elektron dalam banyak cara yang sama seperti sebelumnya membahas proses kecepatan-modulasi. Kuat bidang elektrostatik diperlukan dalam klystron untuk operasi yang efisien. Hal ini diperlukan karena interaksi sinyal dan berkas elektron terjadi dalam jarak yang sangat pendek. Komponen konstruksi dan penting dari klystron DUA-rongga ditunjukkan pada gambar2-7A. Gambar 2-7B adalah representasi skematis dari tabung yang sama. Ketika tabung energi, katoda memancarkan elektron yang difokuskan ke balok dengan rendah tegangan positif pada kontrol grid. Balok adalah kemudian dipercepat oleh potensi dc positif yang sangat tinggi yang diterapkan dalam amplitudo yang sama untuk kedua akselerator grid dan grid buncher. Grid buncher terhubung ke rongga resonator yang superimposes potensi ac pada tegangan dc. Potensi Ac diproduksi oleh osilasi dalam rongga yang dimulai secara spontan ketika tabung adalah energi. Osilasi awal disebabkan oleh random bidang dan ketidakseimbangan sirkuit yang hadir saat rangkaian diberi energi. Osilasi dalam rongga menghasilkan medan elektrostatik berosilasi antara grid buncher yaitu pada frekuensi yang sama seperti frekuensi alami rongga. Arah dari perubahan medan dengan frekuensi rongga. Perubahan ini bergantian mempercepat dan mengurangi kecepatan elektron dari balok melewati grid. Daerah di luar grid buncher disebut SPACE DRIFT. Elektron membentuk tandan di daerah ini ketika elektron dipercepat menyalip elektron melambat.

Page 112-11Gambar diagram 2-7A.-Fungsional dan skematis dari klystron dua rongga.Gambar diagram 2-7B.-Fungsional dan skematis dari klystron dua rongga.

Page 2: Tabung Microwave

Fungsi dari grid CATCHER adalah untuk menyerap energi dari berkas elektron. Penangkap grid ditempatkan di sepanjang balok pada titik di mana tandan sepenuhnya terbentuk. Lokasi ditentukan pada saat transit tandan pada frekuensi resonansi alami dari rongga (frekuensi resonansi dari rongga penangkap adalah sama dengan rongga buncher). Lokasi ini dipilih karena energi maksimum transfer ke output (penangkap) rongga terjadi ketika medan elektrostatik adalah polaritas yang benar untuk memperlambat menuruni tandan elektron.Dua-rongga klystron pada gambar 2-7A dan B dapat digunakan baik sebagai osilator atau amplifier. Itu konfigurasi ditunjukkan pada gambar adalah benar untuk operasi osilator. Jalur umpan balik menyediakan energy penundaan yang tepat dan fase hubungan untuk mempertahankan osilasi. Sebuah sinyal diterapkan pada grid buncher akan akan diperkuat jika jalur umpan balik dihapus.Q-11. Apa prinsip dasar pengoperasian sebuah klystron?

Page 122-12Q-12. Elektron dalam berkas klystron suatu yang dipercepat oleh potensi dc tinggi diterapkan pada apaelemen?Q-13. Dua-rongga klystron menggunakan apa rongga sebagai rongga output?Q-14. Sebuah klystron dua rongga tanpa jalur umpan balik akan beroperasi sebagai jenis sirkuit?

The multicavity Daya klystronKlystron amplifikasi, output daya, dan efisiensi dapat sangat ditingkatkan dengan penambahan rongga menengah antara input dan output dari rongga klystron dasar. Rongga Tambahan melayani untuk kecepatan-memodulasi sinar elektron dan menghasilkan peningkatan energi yang tersedia pada output. Karena semua rongga antara dalam klystron multicavity beroperasi dengan cara yang sama, perwakilan TIGA-rongga klystron akan dibahas. Sebuah klystron tiga rongga diilustrasikan pada Gambar 2-8. Seluruh DRIFT-TUBE ASSEMBLY, tiga Gigi berlubang, dan PLATE COLLECTOR dari klystron tiga rongga dioperasikan pada potensial tanah untuk alasan keamanan. Berkas elektron terbentuk dan dipercepat ke arah tabung melayang oleh besar pulsa negatif diterapkan ke katoda. GULUNGAN FOKUS MAGNETIC ditempatkan di sekitar tabung melayang ke menjaga elektron dalam sinar ketat dan jauh dari dinding sisi tabung. Fokus balok juga dibantu oleh bentuk cekung katoda di klystrons bertenaga tinggi.

Gambar 2-8.-Tiga-rongga klystron.

Halaman 13

Page 3: Tabung Microwave

2-13Output dari setiap klystron (terlepas dari jumlah rongga yang digunakan) dikembangkan oleh kecepatan modulasi dari berkas elektron. Elektron yang dipercepat oleh pulsa katoda ditindaklanjuti oleh ladang rf dikembangkan di input dan rongga tengah. Beberapa elektron dipercepat, beberapa melambat, dan beberapa tidak terpengaruh. Reaksi elektron tergantung pada amplitudo dan polaritas bidang di rongga ketika elektron melewati celah rongga. Selama waktu electron perjalanan melalui ruang melayang antara rongga, elektron dipercepat menyalip melambat elektron untuk membentuk tandan. Akibatnya, tandan elektron tiba di rongga output pada tepat cepat selama setiap siklus bidang rf dan memberikan energi ke rongga output.Hanya tingkat kecil bunching terjadi dalam berkas elektron selama interval perjalanandari rongga masukan ke rongga tengah. Jumlah bunching cukup, bagaimanapun, menyebabkan osilasi dalam rongga menengah dan untuk mempertahankan tegangan berosilasi besar di seluruh perbedaan masukan. Paling dari modulasi kecepatan diproduksi di klystron tiga rongga disebabkan oleh tegangan di input kesenjangan rongga tengah. The tegangan tinggi di celah menyebabkan proses bunching untuk melanjutkan cepat dalam ruang melayang antara rongga tengah dan rongga output. Tandan elektron menyeberangi kesenjangan rongga output ketika tegangan kesenjangan maksimal negatif. Transfer energi maksimum dari berkas elektron ke rongga output yang terjadi di bawah kondisi ini. Energi yang diberikan oleh elektron adalah energi kinetik yang awalnya diserap dari pulsa katoda. Klystron amplifier telah dibangun dengan sebanyak lima rongga menengah di samping input dan output gigi berlubang. Pengaruh rongga menengah adalah untuk meningkatkan proses bunching electron yang meningkatkan keuntungan penguat. Efisiensi keseluruhan tabung juga ditingkatkan ke tingkat yang lebih rendah. Menambahkan lebih rongga kira-kira sama dengan menambahkan tahap lebih untuk penguat konvensional. Keseluruhan gain penguat meningkat dan bandwidth keseluruhan berkurang jika semua tahapan yang sesuai untuk sama frekuensi. Efek yang sama terjadi dengan multicavity klystron tuning. Sebuah penguat tabung klystron akan memberikan keuntungan yang tinggi dan bandwidth yang sempit jika semua rongga disetel ke frekuensi yang sama. Metode tuning disebut TUNING SYNCHRONOUS. Jika rongga disetel ke frekuensi yang sedikit berbeda, gain penguat akan berkurang tapi bandwidth akan lumayan meningkat. Metode tuning disebut TUNING STAGGERED.

Q-15. Apa yang dapat ditambahkan ke dasar klystron dua rongga untuk meningkatkan jumlah modulasi kecepatandan output daya?Q-16. Bagaimana berkas elektron dari klystron tiga rongga dipercepat ke arah tabung melayang?

Page 4: Tabung Microwave

Q-17. Yang rongga dari klystron tiga rongga menyebabkan sebagian besar modulasi kecepatan?Q-18. Dalam klystron multicavity, tuning semua rongga ke frekuensi yang sama memiliki apa efek padabandwidth tabung?Q-19. Rongga dari klystron multicavity disetel untuk frekuensi yang sedikit berbeda dalam apa metodemenyetel?

The Reflex klystron

Tabung lain berdasarkan modulasi kecepatan, dan digunakan untuk menghasilkan energi gelombang mikro, adalah reflex Klystron (gambar 2-9). Refleks klystron berisi PLATE REFLEKTOR, disebut sebagai Repeller, bukan rongga output yang digunakan dalam jenis lain klystrons. Berkas elektron dimodulasi seperti itu dalam jenis lain klystrons dengan melewatkannya melalui suatu rongga resonan berosilasi, tapi di sinikesamaan berakhir. Umpan balik yang diperlukan untuk mempertahankan osilasi dalam rongga diperoleh dengan membalik balok dan mengirimnya kembali melalui rongga. Elektron dalam berkas adalah kecepatan-termodulasi sebelum balok melewati rongga kedua kalinya dan akan menyerah energi yang dibutuhkan untuk mempertahankan

Page 14osilasi. Berkas elektron berbalik oleh elektroda bermuatan negatif yang repels balok. Elemen ini negatif adalah repeller disebutkan sebelumnya. Jenis klystron osilator disebut reflex klystron karena tindakan refleks dari berkas elektron.

Gambar diagram 2-9.-Fungsional dari klystron refleks.

Tiga sumber daya yang diperlukan untuk operasi klystron refleks: (1) kekuatan filamen, (2) positif tegangan resonator (sering disebut sebagai tegangan balok) yang digunakan untuk mempercepat elektron melalui celah jaringan dari rongga resonan, dan (3) tegangan repeller negatif digunakan untuk mengubah berkas elektron sekitar. Itu elektron difokuskan ke balok dengan bidang elektrostatik dibentuk oleh potensi resonator (B +) di tubuh tabung. Perhatikan pada gambar 2-9 bahwa potensi resonator adalah umum untuk rongga resonator, yang mempercepat grid, dan seluruh badan tabung. Resonator potensial juga menyebabkan rongga resonan untuk mulai berosilasi pada frekuensi alaminya ketika tabung adalah energi. Osilasi ini menyebabkan medan elektrostatik seluruh perbedaan grid rongga yang mengubah arah pada frekuensi rongga. Perubahan medan elektrostatik mempengaruhi electron

Page 5: Tabung Microwave

pada balok ketika mereka melalui celah kotak. Beberapa dipercepat dan beberapa melambat, tergantungpada polaritas medan elektrostatik saat mereka melewati celah. Gambar 2-10, view (A), menggambarkan tiga cara yang mungkin elektron dapat dipengaruhi saat melewati celah (kecepatan meningkat, menurun, atau tetap konstan). Karena rongga resonan berosilasi, potensi jaringan adalah tegangan bolak-balik yang menyebabkan medan elektrostatik antara grid untuk mengikuti kurva gelombang sinus sebagai ditunjukkan pada Gambar 2-10, view (B). Akibatnya, kecepatan elektron melewati celah tersebut terpengaruh seragam sebagai fungsi itu gelombang sinus. Jumlah perubahan kecepatan tergantung pada kekuatan dan polaritas tegangan sumber.

Page 152-15Gambar 2-10.-Electron diagram bunching.Variasi tegangan grid menyebabkan elektron untuk memasuki ruang antara grid dan repeller yang pada berbagai kecepatan. Sebagai contoh, pada Gambar 2-10, dilihat (A) dan (B), elektron pada waktu 1 dan 2 adalah dipercepat ketika mereka melalui grid. Pada waktu 3, lapangan melewati nol dan electron terpengaruh. Pada saat 4 dan 5, bidang grid terbalik, elektron menyerah energi karena kecepatannya berkurang ketika mereka melalui grid. Jarak elektron perjalanan di ruang memisahkan grid dan repeller tergantung pada mereka kecepatan. Mereka bergerak dengan kecepatan lebih lambat, seperti elektron pada waktu 4, bergerak hanya jarak pendek dari grid sebelum dipengaruhi oleh tegangan repeller. Ketika ini terjadi, elektron dipaksa oleh tegangan repeller untuk berhenti, membalikkan arah, dan kembali ke grid. Elektron bergerak lebih tinggi kecepatan perjalanan lebih lanjut di luar grid sebelum berbalik arah karena mereka memiliki momentum yang lebih besar. Jika tegangan repeller ditetapkan pada nilai yang benar, elektron akan membentuk a bunch sekitar kecepatan konstan elektron. Elektron kemudian akan kembali ke celah jaringan pada saat yang medan elektrostatik adalah pada benar polaritas menyebabkan perlambatan maksimum dari bunch. Tindakan ini juga diilustrasikan dalam gambar 2-10, pandangan (A). Ketika bidang jaringan menyediakan perlambatan maksimum, elektron kembali merilis maksimum energi untuk bidang jaringan yang dalam fase dengan arus rongga. Dengan demikian, elektron kembali memasok umpan balik regeneratif diperlukan untuk mempertahankan osilasi rongga. Konstanta kecepatan elektron harus tetap dalam ruang lapangan mencerminkan untuk waktu minimal ¾ siklus bidang grid untuk transfer energi maksimum. Periode waktu elektron tetap berada di bidang repeller ditentukan oleh jumlah tegangan repeller negatif. Refleks klystron akan terus berosilasi jika elektron tetap di bidang repeller lebih lama dari 3/4 siklus (asalkan electron kembali ke celah jaringan ketika lapangan adalah dari polaritas yang tepat untuk mengurangi kecepatan elektron). Gambar 2-11 menunjukkan efek medan repeller pada sekelompok elektron untuk 3/4 siklus dan 1

Page 6: Tabung Microwave

3/4 siklus. Meskipun tidak ditunjukkan pada gambar, elektron-kecepatan konstan dapat tetap di bidang repeller untuk sejumlah siklus selama minimum 3/4 siklus. Jika elektron tetap di lapangan selama lebih dari 3/4 siklus, perbedaan waktu transit elektron menyebabkan karakteristik kinerja tabung untuk berubah. Perbedaan dalam karakteristik operasi diidentifikasi oleh CARA OPERASI.

Halaman 162-16Gambar 2-11.-bunching aksi dari klystron refleks.Refleks klystron beroperasi dalam mode yang berbeda untuk setiap siklus tambahan bahwa elektron tetap bidang repeller. Mode 1 diperoleh ketika tegangan repeller menghasilkan waktu transit elektron dari ¾ siklus. Mode tambahan tindak secara berurutan. Mode 2 memiliki waktu transit elektron dari 1 3/4 siklus, modus 3 memiliki waktu transit elektron dari 2 3/4 siklus; dll desain fisik tabung membatasi jumlah mode mungkin dalam aplikasi praktis. Berbagai empat mode operasi yang biasanya tersedia. Itu Modus aktual yang digunakan (1 3/4 siklus melalui 4 3/4 siklus, 2 3/4 siklus melalui 6 3/4 siklus, dll) tergantung pada aplikasi. Pilihan modus ditentukan oleh perbedaan daya yang tersedia dari masing-masing modus dan band frekuensi di mana sirkuit dapat disetel.

OUTPUT DAYA.-Variasi dalam daya output untuk mode operasi dapat dijelaskan dengan memeriksa faktor-faktor yang membatasi amplitudo osilasi. Power dan amplitude keterbatasan disebabkan oleh proses DEBUNCHING dari elektron dalam ruang bidang repeller. Debunching hanyalah menyebar keluar dari tandan elektron sebelum mereka mencapai bidang elektrostatik di grid rongga. Semakin rendah konsentrasi elektron dalam tandan kembali memberikan daya yang lebih kecil untuk pengiriman ke rongga osilasi. Ini mengurangi kekuasaan dari tandan, pada gilirannya, mengurangi amplitude dari osilasi rongga dan menyebabkan penurunan daya output. Dalam mode yang lebih tinggi dari operasi electron tandan terbentuk lebih lambat. Mereka lebih cenderung akan terpengaruh oleh debunching karena saling tolakan antara elektron bermuatan negatif. Waktu melayang lama di mode yang lebih tinggi memungkinkan lebih waktu untuk interaksi ini elektron dan, sebagai hasilnya, efek debunching yang lebih parah. Reksa tolakan mengubah kecepatan relatif antara elektron dalam tandan dan menyebabkan tandan untuk menyebar.

Halaman 172-17Gambar 2-12 mengilustrasikan TUNING ELEKTRONIK (penyetelan dengan mengubah tegangan repeller) Kisaran dan daya output dari klystron refleks. Setiap mode memiliki frekuensi 3.000 megahertz pusat yang ditentukan oleh ukuran fisik

Page 7: Tabung Microwave

dari rongga. Output daya meningkat sebagai tegangan repeller adalah dibuat lebih negatif. Hal ini karena waktu transit dari tandan elektron menurun.

Gambar 2-12.-Elektronik tuning dan daya output dari klystron refleks.Tala elektronik tidak mengubah frekuensi pusat rongga, tetapi tidak bervariasi frekuensidalam modus operasi. Jumlah frekuensi dapat bervariasi di atas atau di bawah pusat frekuensi dibatasi oleh titik setengah kekuatan mode, seperti ditunjukkan pada gambar 2-12. Pusat frekuensi dapat diubah dengan salah satu dari dua metode Salah satu metode, GRID-GAP TUNING, bervariasi frekuensi rongga dengan mengubah jarak antara grid untuk mengubah ukuran fisik rongga. Metode ini bervariasi kapasitansi dari rongga dengan menggunakan tuning sekrup untuk mengubah jarak antara grid mekanis.Rongga ini juga dapat disetel dengan dayung atau siput yang mengubah induktansi rongga.

Q-20. Apa unsur klystron refleks menggantikan rongga keluaran dari klystron normal?Q-21. Ketika potensi repealer konstan, apa yang milik elektron menentukan berapa lama itu akantetap berada di ruang drift klystron refleks?Q-22. Konstanta kecepatan elektron dari sekelompok elektron dalam klystron refleks harus tetap repeller inilapangan untuk apa waktu minimal?Q-23. Jika elektron kecepatan konstan dalam klystron refleks tetap di bidang repeller untuk 1 3/4 siklus,apa modus operasi?

Halaman 182-18Q-24. Debunching dari tandan elektron dalam mode yang lebih tinggi dari klystron refleks memiliki apa efek padadaya output?Q-25. Apa yang membatasi rentang tuning sekitar frekuensi tengah klystron refleks dalam modus tertentuoperasi?

The Decibel Sistem PengukuranKarena penggunaan sistem pengukuran desibel dalam paragraf berikut, Anda akan diperkenalkan untuk itu pada saat ini. Teknisi yang menangani komunikasi dan peralatan radar yang paling sering berbicara tentang keuntungan dari sebuah penguat

Page 8: Tabung Microwave

atau sistem dalam hal satuan yang disebut desibel (dB). Sepanjang Anda Karir Angkatan Laut yang akan Anda gunakan desibel sebagai indikator kinerja peralatan, sehingga Anda harus memiliki pemahaman dasar dari sistem pengukuran desibel. Karena perhitungan sebenarnya decibel pengukuran jarang diperlukan dalam aplikasi praktis, penjelasan yang diberikan dalam modul ini adalah disederhanakan. Alat uji yang paling modern dirancang untuk mengukur dan menunjukkan desibel langsung yang menghilangkan kebutuhan untuk perhitungan matematika yang rumit. Namun demikian, penjelasan dasar sistem pengukuran desibel diperlukan bagi Anda untuk memahami makna bacaan dB dan peringkat gain peralatan yang dinyatakan dalam desibel. Unit dasar pengukuran dalam sistem bukanlah desibel, tapi bel, dinamai untuk menghormati Penemu Amerika, Alexander Graham Bell. The bel adalah unit yang mengungkapkan rasio logaritmik antara input dan output dari setiap komponen diberikan, sirkuit, atau sistem dan dapat dinyatakan dalam tegangan, saat ini, atau kekuasaan. Paling sering digunakan untuk menunjukkan rasio antara input dan output daya. Rumusnya adalah sebagai berikut:

Keuntungan dari sebuah penguat dapat dinyatakan dalam bels dengan membagi output (P1) dengan masukan (P2) dan mengambil basis 10 logaritma yang dihasilkan kecerdasan. Jadi, jika sebuah penguat ganda daya, quotient akan 2. Jika Anda berkonsultasi dengan tabel logaritma, Anda akan menemukan bahwa basis 10 logaritma dari 2 adalah 0,3, maka kekuatan gain dari penguat adalah 0,3 bel. Pengalaman telah mengajarkan bahwa karena bel adalah unit agak besar, sulit untuk diterapkan. Sebuah unit lebih praktis yang dapat diterapkan lebih mudah adalah decibel (1/10 bel). Apa sajamencari dinyatakan dalam bels dapat dengan mudah dikonversi ke desibel dengan mengalikan angka dengan 10 atau hanya dengan memindahkan desimal satu tempat ke kanan. Sebelumnya menemukan rasio dari 0,3 karena itu sama dengan 3 desibel.

Alasan untuk menggunakan sistem desibel ketika mengekspresikan kekuatan sinyal dapat dilihat dalam kekuasaan Rasio pada tabel 2-1. Misalnya, untuk mengatakan bahwa sinyal referensi telah meningkat 50 dB jauh lebih mudah daripada ke mengatakan output telah meningkat 100.000 kali. Jumlah kenaikan atau penurunan dari referensi yang dipilih Tingkat adalah dasar dari sistem pengukuran desibel, bukan tingkat referensi itu sendiri. Apakah input daya meningkat dari 1 watt sampai 100 watt atau 1.000 watt dari 100.000 watt, jumlah kenaikan masih 20 desibel.

Halaman 192-19Tabel 2-1.-Decibel Daya RasioPeriksa tabel 2-1 lagi, dan mengambil catatan khusus dari rasio daya untuk tingkat sumber 3 dB dan 6 dB. Seperti tabel menggambarkan, meningkat 3 dB merupakan

Page 9: Tabung Microwave

penggandaan kekuasaan. Sebaliknya juga benar. Jika sinyal berkurang 3 dB, setengah kekuatan hilang. Misalnya, sinyal 1.000 watt menurun 3 dB akan sama 500 watt sementara sinyal 1.000 watt meningkat sebesar 3 dB sama dengan 2.000 watt. Attenuator adalah bagian banyak digunakan alat uji yang dapat digunakan untuk menunjukkan pentingnya desibel sebagai unit pengukuran. Attenuators digunakan untuk mengurangi sinyal untuk lebih kecil Tingkat penggunaan atau pengukuran. Kebanyakan attenuators dinilai oleh jumlah desibel sinyal berkurang. Pekerjaan teknisi adalah untuk mengetahui hubungan antara rating dB dan pengurangan kekuasaan itu mewakili. Ini sangat penting, pada kenyataannya, bahwa setiap mahasiswa harus menghafal elektronik hubungan dalam tabel 2-1 melalui rentang dB 60. Teknisi harus menerapkan pengetahuan ini untuk mencegah kerusakan peralatan berharga. Sebuah petunjuk membantu adalah untuk dicatat bahwa digit pertama tingkat sumber (pada grafik) adalah jumlah yang sama seperti kekuatan yang sesuai 10 eksponen, yaitu, 40 dB = 1  10 4 atau 10.000. A 20 dB attenuator, misalnya, akan mengurangi sinyal input dengan faktor 100. Dengan kata lain, 100 - Sinyal milliwatt akan dikurangi menjadi 1 milliwatt. A 30 dB attenuator akan mengurangi sama 100-milliwatt sinyal dengan faktor 1.000 dan menghasilkan output 0,1 milliwatt. Bila sebuah attenuator dari ukuran yang dibutuhkan tidak tersedia, attenuators beberapa ukuran yang lebih kecil dapat ditambahkan secara langsung bersama-sama untuk mencapai yang diinginkan jumlah redaman. A 10 dB attenuator dan 20 dB attenuator menambahkan langsung ke 30 dB sama redaman. Keterkaitan yang sama dengan tahap penguat juga. Jika penguat memiliki dua tahap dinilai pada 10 dB masing-masing, gain amplifier total akan menjadi 20 dB.Ketika Anda berbicara tentang tingkat dB dari sinyal, Anda benar-benar berbicara tentang perbandingan logaritmik antara sinyal input dan output. Sinyal input biasanya digunakan sebagai tingkat referensi. Namun, aplikasi kadang-kadang membutuhkan penggunaan sinyal referensi standar. Yang paling banyak digunakan referensi level sinyal 1-milliwatt. Standar desibel singkatan dari dB diubah menjadi dBm untuk menunjukkan penggunaan standar acuan 1-milliwatt. Dengan demikian, tingkat sinyal +3 dBm adalah 3 dB diatas 1 milliwatt, dan Tingkat sinyal  3 dBm adalah 3 dB di bawah 1 milliwatt. Apakah menggunakan dB atau dBm, plus (+) tanda (atau ada tanda-tanda di semua) menunjukkan sinyal output lebih besar dari referensi, minus  tanda menunjukkan sinyal output kurang dari referensi.

Halaman 202-20Angkatan Laut mahasiswa elektronik akan paling sering sebagai menghadapi sistem dBm pengukuran mencari menunjukkan sensitivitas penerima radar atau peralatan komunikasi. Biasanya, radar penerima akan dinilai pada sekitar  107 dBm, yang berarti penerima akan mendeteksi sinyal 107 dB bawah 1 milliwatt. Pentingnya memahami desibel sistem pengukuran dengan mudah dapat dilihat dalam kasus

Page 10: Tabung Microwave

pengukuran penerima sensitivitas. Sepintas hilangnya 3 dBm dari sejumlah besar seperti  107 dBm tampaknya tidak signifikan, namun akan menjadi sangat penting ketika nomor menunjukkan penerima sensitivitas dalam sistem desibel. Ketika sensitivitas jatuh ke  104 dBm, penerima hanya akan mendeteksi sinyal yang dua kali lebih besar sinyal pada  107 dBm.

The Traveling-Wave TabungTraveling-WAVE TUBE (twt) adalah gain tinggi, kebisingan rendah, microwave lebar bandwidth penguat. Hal ini mampu keuntungan lebih besar dari 40 dB dengan bandwidth melebihi satu oktaf. (A bandwidth 1 oktaf adalah satu di mana frekuensi atas adalah dua kali frekuensi yang lebih rendah.) Tabung Traveling-gelombang memiliki telah dirancang untuk frekuensi serendah 300 megahertz dan setinggi 50 gigahertz. Twt ini terutama penguat tegangan. Karakteristik lebar bandwidth dan suara rendah membuat ideal twt untuk digunakan sebagai rf penguat dalam peralatan microwave. Pembangunan fisik twt tipikal ditunjukkan pada gambar 2-13. Twt berisi pistol elektronyang memproduksi dan kemudian mempercepat berkas elektron sepanjang sumbu tabung. Magnet sekitarnya menyediakan medan magnet sepanjang sumbu tabung untuk memfokuskan elektron menjadi sinar ketat. HELIX The, di pusat tabung, adalah kawat melingkar yang menyediakan saluran transmisi impedansi rendah untuk energi rf dalam tabung. Input dan output rf yang digabungkan ke dan dihapus dari helix dengan arah skrup yang tidak memiliki koneksi fisik ke helix. Jika energi rf diangkut pada kabel koaksial, skrup koaksial luka dengan cara heliks mirip dengan yang ditunjukkan pada Gambar 2-13. Jika energi rf diangkut dalam pandu, pandu arah skrup digunakan. Attenuator mencegah setiap tercermin gelombang dari perjalanan kembali ke bawah helix.

Gambar konstruksi 2-13.-fisik twt a.Sebuah versi sederhana dari operasi twt ditunjukkan pada Gambar 2-14. Dalam gambar, berkas elektron adalah melewati sepanjang jalur transmisi nonresonant diwakili oleh kawat lurus. Input ke Jalur transmisi adalah gelombang rf yang bergerak pada baris dari input ke output. Jalur ini akan mengangkut

Halaman 212-21 berbagai frekuensi rf jika dihentikan dalam impedansi karakteristik garis. Itu gelombang elektromagnetik merambat di dalam garis menghasilkan medan listrik yang berinteraksi dengan electron balok.Gambar twt 2-14.-Modern.Jika elektron balok dipercepat untuk melakukan perjalanan lebih cepat dari gelombang bepergian pada kawat, bunching akan terjadi melalui efek modulasi kecepatan. Modulasi Velocity akan menyebabkan oleh interaksi antara bidang

Page 11: Tabung Microwave

travelling-gelombang dan berkas elektron. Bunching akan menyebabkan elektron menyerah energi untuk gelombang bepergian jika bidang itu dari polaritas yang benar untuk memperlambat tandan. Energi dari tandan akan meningkatkan amplitudo gelombang bepergian dalam tindakan progresif yang akan berlangsung sepanjang panjang twt, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2-14. Namun, karena gelombang perjalanan sepanjang kawat dengan kecepatan cahaya, twt sederhana ditunjukkan padaAngka 2-14 tidak akan bekerja. Saat ini ada cara yang dikenal untuk mempercepat berkas elektron dengan kecepatan cahaya. Karena berkas elektron tidak dapat melakukan perjalanan lebih cepat dari gelombang pada kawat, bunching tidak akan terjadi dan tabung tidak akan bekerja. Twt ini karena itu dirancang dengan struktur penundaan untuk memperlambat gelombang bepergian turun ke bawah atau kecepatan elektron dalam berkas. Struktur penundaan twt umum adalah kawat, luka dalam bentuk coil panjang atau spiral, seperti ditunjukkan dalam gambar 2-15, view (A). Bentuk heliks memperlambat kecepatan efektif dari gelombang sepanjang sumbu umum helix dan tabung menjadi sekitar sepersepuluh kecepatan cahaya. Gelombang masih perjalanan menuruni kawat helix dengan kecepatan cahaya, tetapi bentuk melingkar menyebabkan gelombang untuk perjalanan jarak total jauh lebih besar daripada berkas elektron. Kecepatan di mana gelombang perjalanan ke tabung dapat bervariasi dengan mengubah jumlah putaran atau diameter ternyata dalam kawat helix. Struktur heliks penundaan bekerja dengan baik karena memiliki keuntungan tambahan menyebabkan besar proporsi medan listrik yang sejajar dengan berkas elektron. Bidang paralel memberikan maksimum interaksi antara bidang dan berkas elektron.

Halaman 222-22 Gambar diagram 2-15.-Fungsional twt a.Dalam twt khas, berkas elektron diarahkan di tengah-tengah helix sementara, pada saat yang sama, sebuah sinyal rf digabungkan ke helix. Elektron balok adalah kecepatan-modulated oleh medan listrik dihasilkan oleh sinyal rf. Amplifikasi dimulai sebagai bentuk tandan elektron dan melepaskan energi ke sinyal pada helix. Itu sedikit sinyal diperkuat menyebabkan banyak elektron padat yang, pada gilirannya, menguatkan sinyal bahkan lebih. Proses amplifikasi kontinu sebagai gelombang rf dan perjalanan berkas elektron di sepanjang tabung.Setiap bagian dari sinyal output twt yang mencerminkan kembali ke input akan menyebabkan osilasi dalam tabung yang mengakibatkan penurunan amplifikasi. Attenuators ditempatkan sepanjang helix untuk mencegah refleksi dari mencapai input. Attenuator menyebabkan kerugian dalam amplitudo, seperti dapat dilihat di Gambar 2-15, view (B), tetapi dapat ditempatkan sehingga dapat meminimalkan kerugian sementara masih mengisolasi input dari output.

Page 12: Tabung Microwave

Efisiensi relatif rendah twt yang sebagian mengimbangi keuntungan dari keuntungan yang tinggi dan lebar bandwidth. Attenuator internal yang mengurangi keuntungan dari tabung, dan daya yang diperlukan untuk memberi energy fokus magnet merupakan kerugian operasional yang tidak dapat dipulihkan. Twt juga menghasilkan panas yang harus dihamburkan dengan baik AC atau sistem liquid-cooling. Semua faktor ini mengurangi keseluruhan efisiensi twt, tetapi keuntungan dari keuntungan yang tinggi dan lebar bandwidth biasanya cukup untuk mengatasi kelemahan.

The Mundur-Wave OscillatorThe TERTINGGAL-WAVE osilator (Bwo) adalah microwave frekuensi, kecepatan termodulasi tabung yang beroperasi pada prinsip yang sama seperti twt tersebut. Namun, sebuah gelombang yang bergerak dari

Halaman 232-23 akhir penembak elektron dari tabung menuju kolektor tidak digunakan dalam Bwo tersebut. Sebaliknya, Bwo ekstrak energy dari elektron. balok dengan menggunakan gelombang mundur yang bergerak dari kolektor menuju electron gun (Katoda). Jika tidak, tindakan bunching elektron dan ekstraksi energi dari berkas elektron sangat mirip dengan tindakan dalam twt a. Khas Bwo dibangun dari saluran transmisi dilipat atau Waveguide bahwa angin kembali dan balik melintasi jalur sinar elektron, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2-16. Dilipat Waveguide dalam ilustrasi melayani tujuan yang sama sebagai heliks di twt a. Jarak tetap batas Waveguide dilipat bandwidth Bwo tersebut. Karena frekuensi suatu Waveguide konstan, frekuensi Bwo dikendalikan oleh waktu transit dari berkas elektron. Waktu transit dikendalikan oleh kolektor potensial. Dengan demikian, frekuensi output dapat diubah dengan memvariasikan tegangan kolektor, yang pasti keuntungan. Seperti di twt ini, berkas elektron di Bwo difokuskan oleh magnet ditempatkan di sekitar tubuh tabung.

Gambar 2-16.-Khas Bwo.Q-26. Apa penggunaan utama dari twt ini?Q-27. Magnet mengelilingi tubuh twt yang melayani tujuan apa?Q-28. Bagaimana input dan output arah skrup dalam twt terhubung ke helix?Q-29. Apa hubungan harus ada antara berkas elektron dan gelombang bepergian untuk bunching untukterjadi pada berkas elektron dari twt sebuah?Q-30. Apa struktur dalam twt yang menunda kemajuan para gelombang bepergian?

The MagnetronThe MAGNETRON, ditunjukkan pada gambar 2-17A, adalah osilator microwave mandiri yang beroperasi berbeda dari tabung linear-balok, seperti twt dan klystron

Page 13: Tabung Microwave

tersebut. Gambar 2-17B adalah disederhanakan menggambar dari magnetron. Bidang silang ELECTRON dan MAGNETIC digunakan dalam magnetron ke menghasilkan output daya tinggi diperlukan dalam radar dan peralatan komunikasi.

Halaman 242-24Gambar 2-17A.-Magnetron.Gambar 2-17B.-Magnetron.Magnetron digolongkan sebagai dioda karena tidak memiliki jaringan. Sebuah medan magnet yang terletak di ruang antara pelat (anoda) dan katoda berfungsi sebagai kotak. Piring dari magnetron tidak memiliki penampilan fisik yang sama seperti piring dari tabung elektron biasa. Sejak konvensional induktif- kapasitif (LC) jaringan menjadi tidak praktis pada frekuensi gelombang mikro, piring ini dibuat menjadi silinder blok tembaga yang mengandung rongga resonansi yang berfungsi sebagai sirkuit tuned. Basis magnetron berbeda jauh dari dasar tabung konvensional. Basis magnetron pendek panjang dan memiliki besar lead diameter yang hati-hati disegel ke dalam tabung dan terlindung. Katoda dan filamen berada di pusat tabung dan didukung oleh lead filamen. Itu lead filamen yang besar dan cukup kaku untuk menjaga katoda dan struktur filamen tetap dalam posisi. Itu

Page 252-25 Output memimpin biasanya probe atau lingkaran memperluas ke salah satu rongga tuned dan digabungkan ke dalam Waveguide atau kabel koaksial. Struktur piring, ditunjukkan dalam gambar 2-18, adalah sebuah blok yang solid dari tembaga. Itu lubang silinder di sekitar lingkar adalah rongga resonan. Sebuah slot sempit berjalan dari setiap rongga dalam bagian tengah tabung membagi struktur batin menjadi beberapa segmen karena ada rongga. Segmen alternatif yang diikat bersama-sama untuk menempatkan rongga secara paralel berkaitan dengan output. Itu rongga mengontrol frekuensi output. Tali yang melingkar, band-band metal yang ditempatkan di bagian atas blok di slot pintu masuk ke rongga. Sejak katoda harus beroperasi pada daya tinggi, itu harus cukup besar dan juga harus mampu menahan suhu operasi yang tinggi. Hal ini juga harus memiliki baik karakteristik emisi, khususnya di bawah pengembalian penembakan elektron. Hal ini karena sebagian besar daya output disediakan oleh sejumlah besar elektron yang dipancarkan saat-kecepatan tinggi elektron kembali menyerang katoda. Katoda langsung dipanaskan dan dibangun dari tinggi- Bahan emisi. Ruang terbuka antara piring dan katoda disebut INTERAKSI yang SPACE. Dalam ruang ini medan listrik dan medan magnet berinteraksi untuk mengerahkan kekuatan pada elektron.

Gambar 2-18.-Cutaway pandangan magnetron.

Page 14: Tabung Microwave

Medan magnet ini biasanya diberikan oleh yang kuat, magnet permanen dipasang di sekitar magnetron sehingga medan magnet yang sejajar dengan sumbu katoda. Katoda dipasang pada pusat ruang interaksi.DASAR MAGNETRON OPERASI. Magnetron-teori operasi didasarkan pada gerakan elektron di bawah pengaruh medan listrik dan magnet gabungan. Informasi berikut menyajikan hukum yang mengatur gerakan ini. Arah medan listrik dari elektroda positif ke elektroda negatif. Hukum mengatur gerak elektron dalam medan listrik (E lapangan) menyatakan: Kekuatan yang diberikan oleh medan listrik pada elektron sebanding dengan kekuatan lapangan. Elektron cenderung bergerak dari titik potensi negatif terhadap potensi positif.

Halaman 262-26Hal ini ditunjukkan pada Gambar 2-19. Dengan kata lain, elektron cenderung bergerak melawan bidang E. Ketika sebuah elektron yang dipercepat oleh medan E, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2-19, energi diambil dari lapangan oleh elektron.Gambar gerak 2-19.-Elektron dalam medan listrik.Hukum gerak elektron dalam medan magnet (medan H) menyatakan:Gaya yang bekerja pada sebuah elektron dalam medan magnet pada sudut kanan baik di lapangan dan jalan elektron. Arah gaya adalah sedemikian rupa sehingga lintasan elektron searah jarum jam bila dilihat dalam arah medan magnet.Hal ini ditunjukkan pada Gambar 2-20.

Gambar gerak 2-20.-elektron dalam medan magnet.Pada gambar 2-20, asumsikan bahwa kutub selatan di bawah angka dan kutub utara berada di atas angka sehingga bahwa medan magnet akan ke kertas. Ketika elektron bergerak melalui ruang, magnet lapangan dibangun sekitar elektron seperti itu akan sekitar kawat ketika elektron mengalir melalui kawat. Pada gambar 2-20 medan magnet di sekitar elektron bergerak menambah medan magnet permanen pada

Page 272-27sisi kiri jalan elektron dan mengurangi dari medan magnet permanen di sisi kanan. Ini tindakan melemahkan lapangan di sisi kanan, sehingga jalan tikungan elektron ke kanan (searah jarum jam). Jika kekuatan medan magnet meningkat, jalur elektron akan memiliki tikungan tajam. Demikian juga, jika kecepatan meningkat elektron, medan di sekitarnya meningkat dan jalan akan menekuk lebih tajam. Sebuah diagram skematik dasar magnetron ditunjukkan pada gambar 2-21A. Tabung terdiri dari piring silinder dengan katoda ditempatkan di sepanjang sumbu tengah piring. Rangkaian

Page 15: Tabung Microwave

disetel terdiri dari rongga di mana osilasi terjadi dan secara fisik berada di piring. Bila tidak ada medan magnet ada, pemanasan hasil katoda dalam gerakan seragam dan langsung dari lapangan dari katoda ke piring, seperti digambarkan pada Gambar 2-21B. Namun, karena medan magnet sekitar tabung meningkat, sebuah elektron tunggal dipengaruhi, seperti ditunjukkan pada gambar 2-22. Pada Gambar 2-22, view (A), medan magnet telah ditingkatkan ke titik di mana hasil elektron ke piring dalam kurva bukan jalur langsung.

Gambar 2-21A.-Dasar magnetron. SIDE VIEW.Gambar 2-21B.-Dasar magnetron. END VIEW menghilangkan magnet.

Halaman 282-28Gambar 2-22.-Pengaruh medan magnet pada elektron tunggal.Dalam pandangan (B) dari angka 2-22, medan magnet telah mencapai nilai yang cukup besar untuk menyebabkan electron hanya melewatkan piring dan kembali ke filamen dalam orbit lingkaran. Nilai ini adalah NILAI KRITIS dari kekuatan medan. Dalam pandangan (C), nilai kekuatan lapangan telah ditingkatkan menjadi titik penting di luar nilai, elektron dibuat untuk perjalanan ke katoda dalam jalur melingkar diameter yang lebih kecil.Lihat (D) dari angka 2-22. menunjukkan bagaimana arus plate magnetron bervariasi di bawah pengaruh berbagai medan magnet. Dalam pandangan (A), aliran elektron mencapai piring, sehingga sejumlah besar arus plate mengalir. Namun, ketika nilai field kritis tercapai, seperti terlihat pada tampilan (B), electron dibelokkan menjauh dari piring dan arus plate kemudian turun dengan cepat ke nilai yang sangat kecil. Ketika kekuatan medan dibuat masih lebih besar, seperti terlihat pada tampilan (C), tetes arus plate ke nol. Ketika magnetron disesuaikan dengan cutoff, atau nilai kritis dari arus plate, dan electron hanya gagal mencapai piring dalam gerakan melingkar mereka, dapat menghasilkan osilasi pada frekuensi gelombang mikro. Osilasi ini disebabkan oleh arus induksi elektrostatis oleh elektron yang bergerak. Itu frekuensi ditentukan oleh waktu yang dibutuhkan elektron untuk perjalanan dari katoda menuju piring dan kembali lagi. Sebuah transfer energi gelombang mikro untuk beban dimungkinkan dengan menghubungkan sirkuit eksternal antara katoda dan piring magnetron. Magnetron osilator dibagi menjadi dua kelas: NEGATIF KEDAP dan ELEKTRON-RESONANSl MAGNETRON osilator. Sebuah magnetron osilator negatif-resistance dioperasikan oleh resistensi negatif statis antara nya elektroda. Osilator ini memiliki frekuensi yang sama dengan frekuensi rangkaian disetel terhubung ke tabung. Elektron-resonansi osilator magnetron dioperasikan oleh waktu transit elektron yang dibutuhkan untuk elektron untuk perjalanan dari katoda ke piring. Osilator ini mampu menghasilkan tenaga puncak yang sangat besar output pada frekuensi di ribuan

Page 16: Tabung Microwave

megahertz. Meskipun output daya rata-rata selama periode waktu rendah, dapat memberikan osilasi yang sangat bertenaga tinggi dalam ledakan singkat pulsa.Q-31. Dilipat Waveguide dalam Bwo melayani tujuan yang sama seperti apa komponen dalam sebuah twt?

Page 29

2-29Q-32. Apa yang berfungsi sebagai kotak dalam magnetron?Q-33. Sebuah blok silinder tembaga dengan rongga resonansi di sekitar lingkar digunakan sebagai apakomponen dari magnetron?Q-34. Apa yang mengendalikan frekuensi output dari magnetron?Q-35. Apa elemen dalam magnetron menyebabkan jalur melengkung aliran elektron?Q-36. Apa adalah istilah yang digunakan untuk mengidentifikasi jumlah kekuatan medan yang diperlukan untuk menyebabkan elektron untukhanya kehilangan piring dan kembali ke filamen dalam orbit melingkar?Q-37. Sebuah magnetron akan menghasilkan osilasi ketika elektron mengikuti apa jenis jalan?NEGATIF-TAHAN MAGNETRON.-Split-anoda, negatif-resistensi magnetron variasi dari magnetron dasar yang beroperasi pada frekuensi yang lebih tinggi. Negatif-resistensi magnetron mampu output daya lebih besar dari magnetron dasar. Konstruksi umum adalah mirip ke magnetron dasar kecuali bahwa ia memiliki piring split, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2-23A dan B. setengah piring dioperasikan pada potensi yang berbeda untuk memberikan gerak elektron, seperti ditunjukkan pada gambar 2-24. Elektron meninggalkan katoda dan maju ke arah yang berpotensi tinggi pelat dibelokkan oleh medan magnet dan mengikuti jalan yang ditunjukkan pada Gambar 2-24. Setelah melewati perpecahan antara dua piring, elektron memasuki medan elektrostatik yang didirikan oleh-potensi bawah piring.Gambar 2-23A.-Split-anoda magnetron.

Halaman 302-30Gambar 2-23B.-Split-anode magnetron.Gambar 2-24.-Gerakan elektron dalam magnetron split-anoda.Berikut medan magnet memiliki lebih berpengaruh pada elektron dan mengalihkan ke kurva ketat. Itu elektron kemudian terus membuat serangkaian loop melalui medan magnet dan medan listrik sampai akhirnya tiba di-potensi rendah piring. Osilasi dimulai dengan menerapkan medan magnet yang tepat untuk tabung. Nilai field yang dibutuhkan adalah sedikit lebih tinggi daripada nilai kritis. Dalam tabung split anoda, nilai kritis adalah nilai field yang dibutuhkan menyebabkan semua elektron

Page 17: Tabung Microwave

kehilangan piring ketika bagian yang beroperasi pada potensial yang sama. Itu tegangan bolak terkesan pada pelat oleh osilasi yang dihasilkan dalam rangkaian tangki akan menyebabkan gerak elektron, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2-24, dan arus akan mengalir. Karena sangat terkonsentrasi medan magnet yang diperlukan untuk yang negatif-resistance magnetron osilator, panjang pelat tabung terbatas pada beberapa sentimeter untuk menjaga magnet pada dimensi yang wajar. Selain itu, diameter kecil tabung diperlukan untuk membuat magnetron beroperasi secara efisien pada frekuensi gelombang mikro. A-berdinding berat plate digunakan untuk meningkatkan sifat memancar dari tabung. Metode pendinginan buatan, seperti dipaksa udara atau sistem air-cooled, digunakan untuk mendapatkan disipasi masih lebih besar dalam tabung output tinggi.

Page 312-31Output dari magnetron dikurangi dengan pemboman dari filamen oleh elektron yang melakukan perjalanan dalam loop, yang ditunjukkan pada Gambar 2-22, dilihat (B) dan (C). Tindakan ini menyebabkan peningkatan suhu filament dalam kondisi medan magnet yang kuat dan tegangan plate tinggi dan terkadang menyebabkan tidak stabil pengoperasian tabung. Dampak pemboman filamen dapat dikurangi dengan mengoperasikan filamen pada mengurangi tegangan. Dalam beberapa kasus, tegangan plate dan kekuatan medan juga berkurang untuk mencegah merusak pemboman filamen.ELEKTRON-RESONANSl MAGNETRON.-Dalam elektron-resonansi magnetron, piring adalah dibangun untuk beresonansi dan berfungsi sebagai rangkaian tangki. Dengan demikian, magnetron tidak memiliki sirkuit tuned eksternal. Power dikirim langsung dari tabung melalui jalur transmisi, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2-25. Itu konstanta dan kondisi operasi tabung sedemikian rupa sehingga jalur elektron agak berbeda dari orang-orang dalam gambar 2-24. Alih-alih spiral tertutup atau loop, jalan adalah kurva yang memiliki serangkaian tajam poin, seperti digambarkan pada Gambar 2-26. Biasanya, jenis ini magnetron memiliki lebih dari dua segmen di plate. Sebagai contoh, angka 2-26 menggambarkan segmen delapan piring.Gambar 2-25.-Plate tangki sirkuit magnetron.Gambar jalur 2-26.-elektron pada elektron-resonansi magnetron.Elektron-resonansi magnetron adalah yang paling banyak digunakan untuk frekuensi gelombang mikro karena memiliki efisiensi yang cukup tinggi dan output yang relatif tinggi. Daya rata-rata dari elektron-resonansi magnetron dibatasi oleh jumlah emisi katoda, dan daya puncak dibatasi oleh maksimum rating tegangan dari komponen tabung. Tiga jenis umum dari blok anoda yang digunakan dalam elektron-resonansi magnetrons ditunjukkan pada gambar 2-27.

Page 18: Tabung Microwave

Halaman 322-32Gambar tipe 2-27.-umum blok anoda.Anoda blok yang ditunjukkan pada Gambar 2-27, view (A), memiliki rongga silinder dan disebut LUBANG- ANODA DAN-SLOT. Anoda blok dalam pandangan (B) disebut ANODA VANE yang memiliki trapezium gigi berlubang. Pertama dua blok anoda beroperasi sedemikian rupa sehingga segmen alternatif harus terhubung, atau diikat, sehingga setiap segmen berlawanan polaritas ke segmen di kedua sisi, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2 - 28. Ini juga memerlukan bahkan jumlah gigi berlubang.Gambar 2-28.-tegap segmen alternatif.Anoda blok diilustrasikan pada Gambar 2-27, pandangan (C), disebut BLOK naik-Ming The alternative rongga trapesium besar dan kecil dalam hasil ini blok frekuensi yang stabil antara resonansi frekuensi rongga besar dan kecil. Gambar 2-29A, menunjukkan hubungan fisik rongga resonansi yang terkandung dalam lubang-dan-slotanoda (gambar 2-27, view (A)). Ini akan digunakan ketika menganalisis pengoperasian elektron-resonansi magnetron.

Page 332-33Gambar 2-29A.-Setara sirkuit rongga lubang-dan-slot.Gambar 2-29B.-Setara sirkuit rongga lubang-dan-slot.Setara listrik. Pemberitahuan pada gambar 2-29A, yang terdiri dari rongga lubang silinder dalam anoda tembaga dan slot yang menghubungkan rongga untuk ruang interaksi. Rangkaian listrik setara dengan lubang dan slot ditunjukkan pada gambar 2-29B. Sisi parallel slot membentuk pelat sebuah kapasitor sementara dinding lubang bertindak sebagai induktor. Lubang serta slot sehingga membentuk tinggi Q, resonansi LC sirkuit. Seperti ditunjukkan dalam gambar 2-27, anoda dari magnetron memiliki sejumlah rongga tersebut. Sebuah analisis dari anoda di blok lubang-dan-slot mengungkapkan bahwa tank LC setiap rongga dalam seri (dengan asumsi tali telah dihapus), seperti yang ditunjukkan pada gambar 2-30. Namun, analisis blok anoda setelah segmen alternatif telah diikat mengungkapkan bahwa rongga yang terhubung secara parallel karena tegap. Gambar 2-31 menunjukkan rangkaian setara dengan anoda kekurangan.Gambar 2-30.-Rongga dihubungkan secara seri.

Page 342-34Gambar 2-31.-Rongga secara paralel karena tegap.

Page 19: Tabung Microwave

Bidang listrik.-Medan listrik dalam osilator elektron-resonansi merupakan produk ac dan dc bidang. Bidang dc memanjang secara radial dari segmen anoda ke katoda yang berdekatan, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2 - 32. Bidang ac, memperluas antara segmen yang berdekatan, disajikan sekejap besarnya maksimum satu pergantian osilasi rf terjadi di rongga.

Gambar jalur elektron 2-32.-Kemungkinan dalam elektron-resonansi osilator magnetron.Bidang dc kuat pergi dari anoda ke katoda dibuat oleh besar, negatif dc pulsa teganganditerapkan pada katoda. Bidang ini dc kuat menyebabkan elektron untuk mempercepat arah piring setelah mereka memiliki telah dipancarkan dari katoda. Ingat bahwa elektron bergerak melawan medan E dipercepat oleh lapangan dan mengambil energi dari lapangan. Juga, elektron memberikan energi untuk lapangan dan memperlambat jika bergerak ke arah yang sama dengan medan (positif ke negatif). Osilasi yang berkelanjutan dalam magnetron karena sebagai elektron melewati ac dan bidang dc, mereka mendapatkan energi dari medan dc dan menyerah energi untuk bidang ac. Elektron yang memberikan energi untuk bidang ac disebut KERJA Elektron. Namun, tidak semua dari elektron menyerah energi untuk bidang ac. Beberapa elektron mengambil energi dari medan ac, yang merupakan tindakan yang tidak diinginkan. Pada gambar 2-32, pertimbangkan Q1 elektron, yang ditunjukkan memasuki lapangan di sekitar pintu masuk ke Slot rongga A. searah jarum jam rotasi dari jalur elektron disebabkan oleh interaksi medan magnet sekitar elektron bergerak dengan medan magnet permanen. Medan magnet permanen diasumsikan untuk pergi ke kertas pada gambar 2-32 (aksi sebuah elektron yang bergerak dalam bidang H dijelaskan

Page 352-35sebelumnya). Perhatikan bahwa Q1 elektron bergerak melawan bidang ac sekitar rongga A. elektron mengambil energy dari lapangan ac dan kemudian mempercepat, memutar lebih tajam bila kecepatan lebih tinggi. Dengan demikian, elektron Q1 ternyata kembali ke katoda tersebut. Ketika menyerang katoda, menyerah energi yang diterima dari ac lapangan. Pemboman ini juga memaksa lebih banyak elektron untuk meninggalkan katoda dan mempercepat menuju anoda. Elektron Q2 melambat oleh medan di sekitar rongga B dan memberikan beberapa energi untuk bidang ac. Karena elektron Q2 kehilangan kecepatan, kekuatan pembelokan diberikan oleh medan H berkurang. Jalan electron kemudian menyimpang ke kiri ke arah anoda, daripada kembali ke katoda seperti halnya electron Q1.Katoda potensi anoda dan kekuatan medan magnet menentukan jumlah waktu untuk elektron Q2 untuk perjalanan dari posisi di depan rongga B ke posisi di depan rongga

Page 20: Tabung Microwave

rongga C. C adalah sama dengan sekitar 1/2 siklus osilasi rf dari rongga. Ketika elektron Q2 mencapai posisi di depan rongga C, bidang ac rongga C dibalik dari yang ditunjukkan. Oleh karena itu, elektron Q2 menyerah energi untuk bidang ac rongga C dan memperlambat bahkan lebih. Elektron Q2 sebenarnya memberikan energi untuk setiap rongga saat lewat dan akhirnya mencapai anoda ketika energi yang dikeluarkan. Dengan demikian, elektron Q2 telah membantu mempertahankan osilasi karena telah mengambil energi dari medan dc, dan memberikannya kepada bidang ac. Elektron Q1, yang mengambil tenaga dari bidang ac sekitar rongga A, tidak sediki kerugian karena segera kembali ke katoda. Tindakan kumulatif banyak elektron kembali ke katoda sementara yang lain bergerak menuju anoda membentuk pola menyerupai jari-jari bergerak dari roda dikenal sebagai RODA SPACE-CHARGE, seperti ditunjukkan dalam gambar 2-33. Elektron di jari-jari roda adalah electron bekerja. Ruang-charge roda berputar sekitar katoda pada kecepatan sudut dari 2 kutub (segmen anoda) per siklus bidang ac. Hubungan ini memungkinkan fase konsentrasi elektron untuk terus memberikan energi untuk mempertahankan osilasi rf. Elektron yang dipancarkan dari daerah katoda antara Jari-jari yang cepat kembali ke katoda. Dalam gambar 2-33 segmen bergantian antara rongga diasumsikan pada potensial yang sama di saat yang sama. Medan ac diasumsikan ada di setiap rongga individu. Mode operasi adalah disebut MODE PI, karena segmen yang berdekatan dari anoda memiliki perbedaan fasa 180 derajat atau satu-pi radian. Beberapa modus lain dari osilasi yang mungkin, tetapi yang beroperasi magnetron dalam modus pi memiliki kekuatan yang lebih besar dan output dan yang paling umum digunakan.Gambar 2-33.-Rotating ruang-charge roda dalam magnetron delapan rongga.

Page 362-36Bahkan jumlah gigi berlubang, biasanya enam atau delapan, digunakan dan segmen alternatif yang terikat memastikan bahwa mereka memiliki polaritas yang sama. Frekuensi modus pi dipisahkan dari frekuensi modus lain dengan tegap. Untuk modus pi, semua bagian dari setiap cincin strapping berada pada potensial yang sama, tetapi dua cincin memiliki bergantian menentang potensi, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2-34. Kapasitansi antara cincin menambahkan kapasitif pemuatan ke mode resonan. Untuk mode lain, bagaimanapun, perbedaan fasa ada antara segmen berurutan terhubung ke cincin tegap diberikan yang menyebabkan arus mengalir di tali.Gambar segmen 2-34.-alternatif dihubungkan dengan tegap cincin.Tali mengandung induktansi, dan shunt induktif ditempatkan secara paralel dengan rangkaian ekuivalen. Hal ini akan menurunkan induktansi dan meningkatkan frekuensi di mode lain selain mode pi.

Q-38. Apa perbedaan utama dalam konstruksi antara magnetron dasar dan negatif

Page 21: Tabung Microwave

resistensi magnetron?Q-39. Apa yang dimulai osilasi dalam magnetron negatif perlawanan?Q-40. Mengapa negatif-resistance magnetron sering dioperasikan dengan tegangan filamen berkurang?Q-41. Apa jenis elektron-resonansi anoda blok tidak memerlukan tegap?Q-42. Tanpa tegap, rongga resonansi dari anoda lubang-dan-slot yang terhubung dengan cara apa?Q-43. Apa elektron disebut yang memberikan energi untuk bidang ac dalam magnetron?

COUPLING METODE.-Energi (rf) dapat dihapus dari magnetron dengan cara COUPLING LOOP. Pada frekuensi yang lebih rendah dari 10.000 megahertz, loop kopling dibuat dengan menekuk konduktor dalam dari kabel koaksial ke dalam satu lingkaran. Lingkaran tersebut kemudian disolder ke ujung luar konduktor sehingga proyek ke dalam rongga, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2-35A. Mencari loop di akhir rongga, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2-35B, menyebabkan magnetron untuk mendapatkan api yang cukup pada frekuensi yang lebih tinggi.

Page 372-37Gambar 2-35A.-Magnetron metode kopling.Gambar 2-35B.-Magnetron metode kopling.The FED SEGMEN-METODE LOOP ditunjukkan pada gambar 2-35C. Loop penyadapan magnetic garis yang lewat di antara rongga. The STRAP-FED METODE LOOP (gambar 2-35D), penyadapan energy antara tali dan segmen. Pada sisi output, garis koaksial feed kabel koaksial lain secara langsung atau feed Waveguide melalui choke bersama. The segel vakum pada konduktor dalam membantu untuk mendukungline. Aperture, OR SLOT, COUPLING diilustrasikan pada Gambar 2-35E. Energi digabungkan langsung ke Waveguide melalui iris.Gambar 2-35C.-Magnetron metode kopling.

Halaman 382-38Gambar 2-35D.-Magnetron metode kopling.Gambar 2-35E.-Magnetron metode kopling.MAGNETRON TUNING.-A merdu magnetron memungkinkan sistem yang akan dioperasikan pada tepat frekuensi di mana saja dalam sebuah band frekuensi, sebagaimana ditentukan oleh karakteristik magnetron. Frekuensi resonansi dari magnetron dapat diubah dengan memvariasikan induktansi atau kapasitansi rongga resonan. Pada gambar 2-36, sebuah tala elemen induktif dimasukkan ke bagian lubang dari lubang dan rongga-slot. Ini perubahan induktansi dari sirkuit resonansi dengan

Page 22: Tabung Microwave

mengubah rasio permukaan daerah volume rongga di daerah-tinggi saat ini. Jenis tuner diilustrasikan pada Gambar 2-36 disebut SPROCKET TUNER atau CROWN-OF-DURI TUNER. Semua elemen tuning yang melekat pada bingkai yang diposisikan oleh pengaturan bellow fleksibel. Penyisipan elemen tuning ke setiap lubang anoda mengurangi induktansi rongga dan karenanya meningkatkan frekuensi resonansi. Salah satu keterbatasan tuning induktif adalah bahwa hal itu menurunkan Q diturunkan dari rongga dan oleh karena itu mengurangi efisiensi tabung.

Page 392-39Gambar 2-36.-induktif magnetron tuning.Penyisipan elemen (cincin) ke dalam slot rongga, seperti ditunjukkan dalam gambar 2-37, meningkatkan slot kapasitansi dan menurunkan frekuensi resonansi. Karena kesenjangan yang menyempit lebar, rinciannya tegangan diturunkan. Oleh karena itu magnetrons capacitively disetel harus dioperasikan dengan tegangan rendah dan pada output daya rendah. Jenis tuner kapasitif diilustrasikan pada Gambar 2-37 disebut COOKIE-Cutter TUNER. Ini terdiri dari cincin logam disisipkan di antara dua cincin dari magnetron double-kekurangan, yang berfungsi untuk meningkatkan kapasitansi tali. Karena masalah kerusakan mekanis dan tegangan terkait dengan cookie cutter tuner, itu lebih cocok untuk digunakan pada panjang gelombang lagi. Kedua kapasitansi dan induktansi tuner dijelaskan simetris, yaitu, setiap rongga terpengaruh sama cara, dan mode pi yang diawetkan.Gambar 2-37.-Capacitive magnetron tuning.

Halaman 402-40 Sebuah rentang frekuensi 10-persen dapat diperoleh dengan salah satu metode tuning dua dijelaskan atas. Juga, metode dua tala dapat digunakan dalam kombinasi untuk menutupi lebih besar daripada berbagai tuning mungkin dengan salah satu saja.Lengkung DI magnetrons.-Selama operasi awal yang bertenaga tinggi magnetron busur dari katoda ke piring dan harus RUSAK dengan benar IN atau dipanggang dalam. Sebenarnya, lengkung di magnetrons adalah sangat umum. Hal ini terjadi dengan tabung baru atau mengikuti jangka waktu kemalasan. Salah satu penyebab utama dari lengkung adalah pelepasan gas dari unsur-unsur tabung selama periode idle. Arcing juga bisa disebabkan oleh adanya permukaan yang tajam dalam tabung, modus pergeseran, dan dengan menggambar berlebihan saat ini. Sementara katoda dapat menahan busur yang cukup untuk jangka waktu yang singkat, lanjutan lengkung akan memperpendek umur magnetron dan dapat menghancurkan seluruhnya. Oleh karena itu, setiap kali lengkung yang berlebihan terjadi, tabung harus dipanggang dalam lagi sampai lengkung tersebut berhenti dan tabung stabil.Prosedur kue-in relatif sederhana. Tegangan magnetron dibangkitkan dari nilai yang rendah sampai lengkung terjadi beberapa kali per detik. Tegangan yang tersisa di nilai

Page 23: Tabung Microwave

tersebut sampai lengkung padam. Kemudian tegangan dinaikkan lebih lanjut sampai lengkung lagi terjadi dan dibiarkan pada nilai itu sampai lengkung lagi berhenti. Setiap kali lengkung menjadi sangat keras dan menyerupai busur yang terus menerus, tegangan yang diberikan adalah berlebihan dan harus dikurangi untuk memungkinkan magnetron untuk pulih. Ketika tegangan normal mencapai dan magnetron tetap stabil pada arus pengenal, baking-in selesai. A good praktek pemeliharaan untuk memanggang-in magnetrons dibiarkan diam di peralatan atau yang digunakan sebagai suku cadang ketika jangka waktu yang lama nonoperasional telah terakumulasi. Informasi yang sebelumnya bersifat umum. Waktu yang disarankan dan prosedur dalampedoman teknis untuk peralatan harus diikuti ketika kue-dalam jenis magnetron tertentu.