Клістрон

Потужний клістрон комунікаційного комплексу далекого космічного зв'язку в Канберрі.

Клістрон — електровакуумна лампа, що використовується для підсилення високочастотного радіосигналу, і в якій енергія від модульованого пучка електронів передається електромагнітному полю резонатора. Клістрони використовуються у приймачах та передавачах комунікаційних та радіолокаційних пристроїв, а також у прискорювачах заряджених частинок.

Історія

Клістрон був винайдений братами Расселом і Сігурдом Варіанами зі Стенфордського університету. Їх прототип був завершений і успішно продемонстрований 30 серпня 1937 року. Одразу після публікації у 1939-му, новина про винайдення клістрону відразу вплинула на роботу дослідників в США і Великій Британії, що працюювали над радіолокаційним обладнанням.

Класифікація

Клістрони поділяються на 2 типи: пролітні та відбивні.

У пролітному клістроні електрони послідовно пролітають крізь щілини об'ємних резонаторів. У найпростішому випадку резонаторів 2: вхідний і вихідний. Подальшим розвитком  пролітних клістронів є каскадні багаторезонаторні клістрони, які мають один або декілька проміжних резонаторів, розміщенних між вхідним і вихідним резонаторами.

У відбивному клістроні використовується один резонатор, через який електронний потік проходить двічі, відбиваючись від спеціального електроду — відбивача^{[джерело?]}.

Принцип дії

У клістроні електронний пучок рухається від катода до колектора, між якими прикладена постійна напруга, при цьому електрони пролітають повз два резонатори: вхідний та вихідний. Коливання електромагнітного поля в першому з резонаторів модулює пучок, змушуючи електрони в ньому групуватися у згустки, оскільки поле сповільнює електрони, що рухаються швидше, й прискорює електрони, які рухаються повільніше. У проміжку між вхідним та вихідним резонаторами електрони прискорюються, а у вихідному резонаторі віддають набрану енергію коливанням електромагнітного поля, набагато потужнішим, ніж коливання у вхідному резонаторі. У вихідному резонаторі вмонтована петля для виводу електромагнітної хвилі у коаксіальний кабель або хвилевід.