كليسترون في الكهرباء

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 14 صور
الموسوعة الحرة
كليسترون بقوة 400 كيلو وات يستخدم في اتصالات المركبات الفضائية في مجمع كانبيرا لاتصالات الفضاء العميق . هذا جهاز احتياطي في المخزن.
أنبوب كليسترون 5 كيلو وات يستخدم كمضخم طاقة في جهاز إرسال تلفزيوني UHF، 1952. عند التثبيت، يبرز الأنبوب من خلال فتحات في وسط الرنانات التجويفية، مع ملامسة جوانب التجاويف للحلقات المعدنية الموجودة على الأنبوب.

الكليسترون هو أنبوب مفرغ ذو حزمة خطية متخصص ، اخترعه المهندسان الكهربائيان الأمريكيان راسل وسيجورد فاريان في عام 1937 ، [1] ويستخدم كمضخم للترددات الراديوية العالية ، من UHF إلى نطاق الميكروويف . تُستخدم الكليسترونات منخفضة الطاقة كمذبذبات في روابط الاتصالات الأرضية للميكروويف ، بينما تُستخدم الكليسترونات عالية الطاقة كأنابيب إخراج في أجهزة إرسال التلفزيون UHF ، والاتصالات عبر الأقمار الصناعية ، وأجهزة إرسال الرادار ، ولتوليد طاقة المحرك لمسرعات الجسيمات الحديثة .

في الكليسترون، يتفاعل شعاع الإلكترون مع الموجات الراديوية أثناء مروره عبر تجاويف رنينية ، وهي صناديق معدنية بطول الأنبوب. [2] يمر شعاع الإلكترون أولاً عبر تجويف يتم تطبيق إشارة الإدخال عليه. تعمل طاقة شعاع الإلكترون على تضخيم الإشارة، ويتم أخذ الإشارة المكبرة من تجويف في الطرف الآخر من الأنبوب. يمكن ربط إشارة الخرج مرة أخرى بتجويف الإدخال لإنشاء مذبذب إلكتروني لتوليد موجات راديو. يمكن أن يكون مكسب الطاقة للكليسترون مرتفعًا، حتى 60 ديسيبل (زيادة في قوة الإشارة بعامل مليون)، مع طاقة خرج تصل إلى عشرات الميجاواط ، ولكن النطاق الترددي ضيق، وعادةً ما يكون بضع في المائة على الرغم من أنه يمكن أن يصل إلى 10٪ في بعض الأجهزة. [2]

الكليسترون المنعكس هو نوع قديم من الأجهزة حيث ينعكس شعاع الإلكترون على طول مساره بواسطة قطب كهربائي عالي الجهد، يستخدم كمذبذب.

علم أصول الكلمات

يأتي اسم كليسترون من الفعل اليوناني κλύζω ( klyzo ) الذي يشير إلى فعل الأمواج التي تتكسر على الشاطئ، واللاحقة -τρον ("tron") التي تعني المكان الذي يحدث فيه الفعل. [3] اقترح هيرمان فرانكل ، أستاذ في قسم الكلاسيكيات بجامعة ستانفورد، اسم "كليسترون" عندما كان الكليسترون قيد التطوير. [4]

تاريخ

أول كليسترون تجاري، صنعته شركة ويستنجهاوس عام 1940. تم قطع جزء من الأنبوب لإظهار البنية الداخلية. على اليسار الكاثود والأنود المعجل، اللذان يخلقان شعاع الإلكترون. في المنتصف بين الدعامات الخشبية يوجد أنبوب الانجراف، محاطًا بمرنان تجويف على شكل دونات: "المجمع" و"الملتقط". يمكن رؤية طرف الإخراج في الأعلى. على اليمين يوجد أنود المجمع المخروطي الشكل، الذي يمتص الإلكترونات. يمكن أن يولد 200 وات من الطاقة بطول موجة 40 سنتيمترًا (750 ميجا هرتز) بكفاءة 50٪.

كان الكليسترون أول مصدر قوي بشكل ملحوظ للموجات الراديوية في نطاق الميكروويف ؛ قبل اختراعه كانت المصادر الوحيدة هي أنبوب باركهاوزن-كورتز والمغنطرون المنقسم الأنود ، والتي كانت محدودة بقوة منخفضة للغاية. اخترعه الأخوان راسل وسيجورد فاريان في جامعة ستانفورد . تم الانتهاء من نموذجهم الأولي وعرضه بنجاح في 30 أغسطس 1937. [5] عند النشر في عام 1939، [3] أثرت أخبار الكليسترون على الفور على عمل الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة الذين يعملون على معدات الرادار . واصل الأخوان فاريان تأسيس شركة Varian Associates لتسويق التكنولوجيا (على سبيل المثال، لصنع مسرعات خطية صغيرة لتوليد الفوتونات لعلاج الإشعاع الخارجي ). سبق عملهم وصف تعديل السرعة من قبل أ. أرسينجيوا هيل وأوسكار هيل (الزوجة والزوج) في عام 1935، على الرغم من أن الأخوين فاريان ربما لم يكونا على علم بعمل هيلز. [6]

كان عمل الفيزيائي دبليو دبليو هانسن مفيدًا في تطوير الكليسترون واستشهد به الأخوان فاريان في ورقتهما البحثية عام 1939. يمكن استخدام تحليله للمرنان، الذي تعامل مع مشكلة تسريع الإلكترونات نحو هدف، أيضًا لإبطاء الإلكترونات (أي نقل طاقتها الحركية إلى طاقة تردد راديوي في مرنان). أثناء الحرب العالمية الثانية، ألقى هانسن محاضرات في مختبرات الإشعاع التابعة لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يومين في الأسبوع، وكان يتنقل إلى بوسطن من شركة Sperry Gyroscope Company في لونغ آيلاند. أطلق الأخوان فاريان على مرنانه اسم "رومباترون". [1] توفي هانسن بمرض البريليوم عام 1949 نتيجة التعرض لأكسيد البريليوم (BeO).

خلال الحرب العالمية الثانية، اعتمدت قوى المحور في الغالب على تقنية الكليسترون (التي كانت منخفضة الطاقة وطويلة الموجة آنذاك) لتوليد الموجات الدقيقة في أنظمة الرادار الخاصة بها، بينما استخدم الحلفاء تقنية المغنطرون الجوفي الأقوى بكثير ولكنها ذات ترددات متغيرة لتوليد الموجات الدقيقة السنتمترية ذات الطول الموجي الأقصر كثيرًا. ومنذ ذلك الحين، تم تطوير تقنيات أنبوب الكليسترون للتطبيقات عالية الطاقة للغاية، مثل السنكروترونات وأنظمة الرادار.

بعد الحرب مباشرة، استخدمت شركة AT&T كليسترون بقوة 4 وات في شبكتها الجديدة تمامًا من روابط إعادة إرسال الموجات الدقيقة التي غطت الولايات المتحدة المتجاورة. [7] قدمت الشبكة خدمة الهاتف لمسافات طويلة كما حملت أيضًا إشارات تلفزيونية لشبكات التلفزيون الرئيسية. كما قامت شركة Western Union Telegraph ببناء روابط اتصال ميكروويف من نقطة إلى نقطة باستخدام محطات مكررة وسيطة على فترات تبلغ حوالي 40 ميلاً في ذلك الوقت، باستخدام كليسترون منعكس 2K25 في كل من أجهزة الإرسال والاستقبال. في بعض التطبيقات، تم استبدال الكليسترونات بترانزستورات الحالة الصلبة. [8] تم تطوير كليسترونات عالية الكفاءة تتمتع بكفاءة أكبر بنسبة 10٪ من الكليسترونات التقليدية. [9]

عملية

تعمل الكليسترونات على تضخيم إشارات التردد اللاسلكي عن طريق تحويل الطاقة الحركية في حزمة الإلكترونات ذات التيار المستمر إلى طاقة تردد لاسلكي. في الفراغ، يتم إطلاق حزمة من الإلكترونات بواسطة مدفع إلكتروني أو كاثود حراري ويتم تسريعها بواسطة أقطاب كهربائية عالية الجهد (عادةً في عشرات الكيلو فولت).

يمر هذا الشعاع عبر مرنان تجويف الإدخال . يتم تغذية طاقة التردد اللاسلكي في تجويف الإدخال عند تردد الرنين الخاص بها أو بالقرب منه، مما يؤدي إلى إنشاء موجات ثابتة ، والتي تنتج جهدًا متذبذبًا، والذي يعمل على شعاع الإلكترون. يتسبب المجال الكهربائي في "تجمع" الإلكترونات: تتباطأ الإلكترونات التي تمر عندما يعارض المجال الكهربائي حركتها، بينما تتسارع الإلكترونات التي تمر عندما يكون المجال الكهربائي في نفس الاتجاه، مما يتسبب في تكوين شعاع الإلكترون المستمر سابقًا لمجموعات عند تردد الإدخال.

لتعزيز التجميع، قد يحتوي الكليسترون على تجاويف "تجميع" إضافية.

يمر الشعاع بعد ذلك عبر أنبوب "الانجراف"، حيث تلتحق الإلكترونات الأسرع بالإلكترونات الأبطأ، مما يؤدي إلى إنشاء "المجموعات"، ثم يمر عبر تجويف "الالتقاط".

في تجويف "المصيدة" الناتج، تدخل كل حزمة التجويف في الوقت في الدورة عندما يعارض المجال الكهربائي حركة الإلكترونات، مما يؤدي إلى تباطؤها. وبالتالي يتم تحويل الطاقة الحركية للإلكترونات إلى طاقة كامنة للمجال، مما يزيد من سعة التذبذبات . يتم ربط التذبذبات المثارة في تجويف المصيد من خلال كابل محوري أو موجه .

يتم التقاط شعاع الإلكترون المستنفد، ذو الطاقة المنخفضة، بواسطة قطب كهربائي جامع.

لصنع مذبذب ، يمكن توصيل تجويف الخرج بتجويف الإدخال باستخدام كابل محوري أو موجه ضوئي . تثير التغذية الراجعة الإيجابية تذبذبات تلقائية عند التردد الرنان للتجويفات.

كليسترون ذو تجويفين

أبسط أنبوب كليسترون هو الكليسترون ذو التجويفين. يوجد في هذا الأنبوب مرنان تجويف ميكروويف، "المصيد" و"المجمع". عند استخدامه كمضخم، يتم تطبيق إشارة الميكروويف الضعيفة المراد تضخيمها على تجويف المجمع من خلال كابل محوري أو موجه، ويتم استخراج الإشارة المكبرة من تجويف الماسك.

في أحد طرفي الأنبوب يوجد الكاثود الساخن الذي ينتج الإلكترونات عند تسخينه بواسطة خيط. تنجذب الإلكترونات إلى أسطوانة الأنود وتمر عبرها عند جهد موجب مرتفع؛ يعمل الكاثود والأنود كمدفع إلكتروني لإنتاج تيار عالي السرعة من الإلكترونات. تخلق لفافة كهرومغناطيسية خارجية مجالًا مغناطيسيًا طوليًا على طول محور الشعاع مما يمنع الشعاع من الانتشار.

يمر الشعاع أولاً عبر مرنان تجويف "الجمع"، من خلال شبكات متصلة بكل جانب. تحتوي شبكات الجمع على جهد تيار متردد متذبذب عبرها، ينتج عن تذبذبات الموجة الدائمة داخل التجويف، المثارة بواسطة إشارة الإدخال عند تردد الرنين للتجويف المطبق بواسطة كابل محوري أو موجه. يتغير اتجاه المجال بين الشبكات مرتين لكل دورة من إشارة الإدخال. تصادف الإلكترونات الداخلة عندما تكون شبكة الدخول سلبية وشبكة الخروج إيجابية مجالًا كهربائيًا في نفس اتجاه حركتها، وتتسارع بواسطة المجال. تصادف الإلكترونات الداخلة بعد نصف دورة، عندما تكون القطبية معاكسة، مجالًا كهربائيًا يعارض حركتها، وتتباطأ.

خلف شبكات التجميع توجد مساحة تسمى مساحة الانجراف . هذه المساحة طويلة بما يكفي لكي تلحق الإلكترونات المتسارعة بالإلكترونات التي تباطأت في وقت سابق، لتشكل "مجموعات" طولية على طول محور الشعاع. يتم اختيار طولها للسماح بأقصى قدر من التجميع عند التردد الرنان، وقد يصل طولها إلى عدة أقدام.

مذبذب كليسترون من عام 1944. يوجد مدفع الإلكترون على اليمين، والمجمع على اليسار. يوجد مرنان التجويف في المنتصف، متصلان بكابل محوري قصير لتوفير ردود فعل إيجابية.

تمر الإلكترونات بعد ذلك عبر تجويف ثانٍ، يُسمى "المصيدة"، من خلال زوج مماثل من الشبكات على كل جانب من التجويف. تتمثل وظيفة شبكات المصيد في امتصاص الطاقة من شعاع الإلكترونات. تثير حزم الإلكترونات المارة موجات واقفة في التجويف، والتي لها نفس التردد الرنان لتجويف المجمع. تمر كل حزمة من الإلكترونات بين الشبكات عند نقطة في الدورة عندما تكون شبكة الخروج سلبية بالنسبة لشبكة الدخول، وبالتالي فإن المجال الكهربائي في التجويف بين الشبكات يعارض حركة الإلكترونات. وبالتالي تقوم الإلكترونات بعمل على المجال الكهربائي، وتتباطأ، وتتحول طاقتها الحركية إلى طاقة كامنة كهربائية ، مما يزيد من سعة المجال الكهربائي المتذبذب في التجويف. وبالتالي فإن المجال المتذبذب في تجويف الماسك هو نسخة مكبرة من الإشارة المطبقة على تجويف المجمع. يتم استخراج الإشارة المكبرة من تجويف الماسك من خلال كابل محوري أو موجه.

بعد المرور عبر الماسك والتخلي عن طاقته، يتم امتصاص شعاع الإلكترون ذو الطاقة المنخفضة بواسطة قطب "جامع"، وهو عبارة عن أنود ثانٍ يتم الاحتفاظ به عند جهد موجب صغير.

مذبذب كليسترون

يمكن صنع مذبذب إلكتروني من أنبوب كليسترون، وذلك بتوفير مسار تغذية مرتدة من المخرج إلى المدخل عن طريق توصيل تجويفي "المصيدة" و"المجمعة" بكابل محوري أو موجه . عند تشغيل الجهاز، يتم تضخيم الضوضاء الإلكترونية في التجويف بواسطة الأنبوب وإعادتها من مصيد المخرج إلى تجويف المجمع لتضخيمها مرة أخرى. وبسبب ارتفاع قيمة Q للتجويفات، تتحول الإشارة بسرعة إلى موجة جيبية عند التردد الرنان للتجويفات.

كليسترون متعدد التجاويف

في جميع الكليسترونات الحديثة، يتجاوز عدد التجاويف اثنين. يمكن استخدام تجاويف "الجمع" الإضافية المضافة بين "الجمع" الأول و"القابض" لزيادة مكسب الكليسترون أو لزيادة عرض النطاق الترددي. [10]

تمثل الطاقة الحركية المتبقية في حزمة الإلكترونات عندما تصطدم بقطب المجمع طاقة مهدرة، تتبدد على شكل حرارة، والتي يجب إزالتها بواسطة نظام تبريد. تتضمن بعض الكليسترونات الحديثة مجمعات منخفضة، والتي تستعيد الطاقة من الحزمة قبل جمع الإلكترونات، مما يزيد من الكفاءة. تعمل المجمعات المنخفضة متعددة المراحل على تعزيز استعادة الطاقة عن طريق "فرز" الإلكترونات في صناديق الطاقة.

كليسترون منعكس

كليسترون انعكاسي سوفيتي منخفض القدرة من عام 1963. مرنان التجويف الذي يؤخذ منه الخرج متصل بالأقطاب الكهربائية المسماة مرنان خارجي . أصبحت الكليسترونات الانعكاسية قديمة تقريبًا الآن.
مقطع من الكليسترون الانعكاسي المضبوط ميكانيكيًا
مقطع موسيقي: كليسترون انعكاسي مضبوط ميكانيكيًا [11]

كان الكليسترون الانعكاسي (المعروف أيضًا باسم أنبوب ساتون نسبة إلى أحد مخترعيه، روبرت ساتون) عبارة عن أنبوب كليسترون منخفض الطاقة بتجويف واحد، يعمل كمذبذب . وقد استُخدم كمذبذب محلي في بعض أجهزة استقبال الرادار وكمعدِّل في أجهزة إرسال الموجات الدقيقة في الخمسينيات والستينيات من القرن العشرين، ولكنه أصبح الآن عتيقًا، وحل محله أجهزة الموجات الدقيقة شبه الموصلة.

في الكليسترون المنعكس، يمر شعاع الإلكترون عبر تجويف رنيني واحد. يتم إطلاق الإلكترونات في أحد طرفي الأنبوب بواسطة مسدس إلكترون . بعد المرور عبر تجويف الرنين، تنعكس بواسطة قطب عاكس مشحون سلبًا لمرور آخر عبر التجويف، حيث يتم تجميعها بعد ذلك. يتم تعديل سرعة شعاع الإلكترون عندما يمر عبر التجويف لأول مرة. يحدث تكوين حزم الإلكترونات في مساحة الانجراف بين العاكس والتجويف. يجب تعديل الجهد على العاكس بحيث يكون التكتل عند الحد الأقصى عندما يعود شعاع الإلكترون إلى تجويف الرنين، وبالتالي ضمان نقل أقصى قدر من الطاقة من شعاع الإلكترون إلى تذبذبات التردد اللاسلكي في التجويف. يمكن تغيير جهد العاكس قليلاً عن القيمة المثلى، مما يؤدي إلى بعض فقدان طاقة الخرج، ولكن أيضًا في اختلاف في التردد. يتم استخدام هذا التأثير بشكل جيد للتحكم التلقائي في التردد في أجهزة الاستقبال، وفي تعديل التردد لأجهزة الإرسال. مستوى التعديل المطبق على الإرسال صغير بما يكفي بحيث يظل خرج الطاقة ثابتًا بشكل أساسي. في المناطق البعيدة عن الجهد الأمثل، لا يتم الحصول على أي تذبذبات على الإطلاق. [12] غالبًا ما توجد عدة مناطق من جهد العاكس حيث يتذبذب الكليسترون المنعكس؛ يشار إلى هذه باسم الأوضاع. يشار عادةً إلى نطاق الضبط الإلكتروني للكليسترون المنعكس على أنه الاختلاف في التردد بين نقاط نصف القدرة - النقاط في وضع التذبذب حيث يكون خرج الطاقة نصف الحد الأقصى للإخراج في الوضع.

لقد حلت تكنولوجيا أشباه الموصلات الحديثة محل الكليسترون الانعكاسي بشكل فعال في معظم التطبيقات.

جيروكليسترون

صورة لأنبوب جيروكليسترون محوري ثلاثي التجاويف، جامعة ماريلاند، معهد البحوث الاقتصادية والتكنولوجية

الجيروكليسترون هو مكبر ميكروويف يعتمد تشغيله على حالة رنين السيكلوترون . [13] وعلى غرار الكليسترون، يعتمد تشغيله على تعديل شعاع الإلكترون، ولكن بدلاً من التجميع المحوري، تعمل قوى التعديل على تغيير تردد السيكلوترون وبالتالي المكون السمتي للحركة، مما يؤدي إلى حزم الطور. في تجويف الإخراج، تنقل الإلكترونات التي تصل إلى طور التباطؤ الصحيح طاقتها إلى مجال التجويف ويمكن اقتران الإشارة المكبرة.

مخطط هندسي لجيروكليسترون محوري رباعي التجاويف في جامعة ماريلاند، IREAP

يحتوي الجيروكليسترون على تجاويف أسطوانية أو محورية ويعمل بأوضاع المجال الكهربائي المستعرض. نظرًا لأن التفاعل يعتمد على حالة الرنين، يمكن استخدام أبعاد تجويف أكبر من الكليسترون التقليدي. يسمح هذا للجيروكليسترون بتوصيل طاقة عالية بترددات عالية جدًا وهو أمر صعب باستخدام الكليسترونات التقليدية. [14]

ضبط

الكليسترونات الكبيرة المستخدمة في حلقة التخزين في السنكروترون الأسترالي للحفاظ على طاقة شعاع الإلكترون

تحتوي بعض الكليسترونات على تجاويف قابلة للضبط. من خلال ضبط تردد التجاويف الفردية، يمكن للفني تغيير تردد التشغيل أو المكسب أو طاقة الخرج أو عرض النطاق الترددي للمضخم. لا يوجد كلسترونان متطابقان تمامًا (حتى عند مقارنة كلسترونات متشابهة في رقم القطعة/الطراز). تحتوي كل وحدة على قيم معايرة مقدمة من الشركة المصنعة لخصائص الأداء المحددة الخاصة بها. بدون هذه المعلومات، لن يكون الكليسترون قابلاً للضبط بشكل صحيح، وبالتالي لن يعمل بشكل جيد، إن كان يعمل على الإطلاق.

إن ضبط الكليسترون هو عمل دقيق، وإذا لم يتم بشكل صحيح، فقد يتسبب في تلف المعدات أو إصابة الفني بسبب الفولتية العالية جدًا التي يمكن أن تنتج. يجب أن يكون الفني حريصًا على عدم تجاوز حدود التدرجات، وإلا فقد يؤدي ذلك إلى تلف الكليسترون. تشمل الاحتياطات الأخرى المتخذة عند ضبط الكليسترون استخدام أدوات غير حديدية. تستخدم بعض الكليسترونات مغناطيسات دائمة . إذا استخدم الفني أدوات حديدية (وهي مغناطيسية حديدية ) واقترب كثيرًا من المجالات المغناطيسية الشديدة التي تحتوي على شعاع الإلكترون، فقد يتم سحب هذه الأداة إلى الوحدة بواسطة القوة المغناطيسية الشديدة، مما يؤدي إلى تحطيم الأصابع أو إصابة الفني أو إتلاف الوحدة. تم استخدام أدوات خفيفة الوزن غير مغناطيسية خاصة (أو بالأحرى ضعيفة المغناطيسية جدًا ) مصنوعة من سبيكة البريليوم لضبط الكليسترونات التابعة للقوات الجوية الأمريكية.

يتم اتخاذ الاحتياطات بشكل روتيني عند نقل أجهزة الكليسترون في الطائرات، حيث يمكن أن يتداخل المجال المغناطيسي الشديد مع معدات الملاحة المغناطيسية. تم تصميم عبوات خاصة للمساعدة في الحد من هذا المجال "في الميدان"، وبالتالي السماح بنقل مثل هذه الأجهزة بأمان.

كليسترون بصري

يتم تطبيق تقنية التضخيم المستخدمة في الكليسترون تجريبيًا أيضًا عند الترددات الضوئية في نوع من الليزر يسمى ليزر الإلكترون الحر (FEL)؛ تسمى هذه الأجهزة الكليسترونات الضوئية . [15] بدلاً من تجاويف الميكروويف، تستخدم هذه الأجهزة تسمى المتموجات . يمر شعاع الإلكترون عبر متموج، حيث يتسبب شعاع ضوء الليزر في تجميع الإلكترونات. ثم يمر الشعاع عبر متموج ثانٍ، حيث تتسبب مجموعات الإلكترونات في التذبذب لإنشاء شعاع ضوء ثانٍ أكثر قوة. [15]

أنبوب الانجراف العائم كليسترون

يحتوي كليسترون أنبوب الانجراف العائم على حجرة أسطوانية واحدة تحتوي على أنبوب مركزي معزول كهربائيًا. من الناحية الكهربائية، يشبه هذا كليسترون المذبذب ذي التجويفين مع وجود تغذية مرتدة كبيرة بين التجويفين. يتم تعديل سرعة الإلكترونات الخارجة من تجويف المصدر بواسطة المجال الكهربائي أثناء انتقالها عبر أنبوب الانجراف وخروجها إلى حجرة الوجهة في مجموعات، مما يوفر الطاقة للتذبذب في التجويف. يتمتع هذا النوع من كليسترون المذبذب بميزة على كليسترون التجويفين الذي يعتمد عليه، حيث يحتاج إلى عنصر ضبط واحد فقط لإحداث تغييرات في التردد. يتم عزل أنبوب الانجراف كهربائيًا عن جدران التجويف، ويتم تطبيق تحيز التيار المستمر بشكل منفصل. يمكن تعديل تحيز التيار المستمر على أنبوب الانجراف لتغيير وقت العبور من خلاله، مما يسمح ببعض الضبط الإلكتروني للتردد المتذبذب. كمية الضبط بهذه الطريقة ليست كبيرة وعادة ما تستخدم لتعديل التردد عند الإرسال.

التطبيقات

يمكن أن تنتج الكليسترونات طاقة ميكروويف أعلى بكثير من أجهزة الميكروويف ذات الحالة الصلبة مثل ثنائيات Gunn . في الأنظمة الحديثة، يتم استخدامها من UHF (مئات الميجا هرتز) إلى مئات الجيجا هرتز (كما هو الحال في الكليسترونات التفاعلية الممتدة في قمر CloudSat الصناعي). يمكن العثور على الكليسترونات في العمل في الرادار والأقمار الصناعية والاتصالات عالية الطاقة ذات النطاق العريض (شائعة جدًا في البث التلفزيوني ومحطات الأقمار الصناعية EHF ) والطب ( علم الأورام الإشعاعي ) والفيزياء عالية الطاقة ( مسرعات الجسيمات والمفاعلات التجريبية). في SLAC ، على سبيل المثال، يتم استخدام الكليسترونات بشكل روتيني والتي لها مخرجات في نطاق 50 ميغاواط (نبضة) و50 كيلوواط (متوسط ​​زمني) عند 2856 ميجا هرتز. استخدم رادار أريسيبو الكوكبي كلسترونين وفرا خرج طاقة إجمالي يبلغ 1 ميغاواط (مستمر) عند 2380 ميجا هرتز. [16]

وصفت مجلة Popular Science في مقالها "أفضل ما هو جديد 2007" [17] [18] شركة Global Resource Corporation، التي توقفت عن العمل حاليًا، باستخدام جهاز كليسترون لتحويل الهيدروكربونات الموجودة في المواد اليومية، ونفايات السيارات، والفحم ، والزيت الصخري ، ورمال النفط إلى غاز طبيعي ووقود ديزل . [19]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ ab Pond, Norman H. "The Tube Guys". Russ Cochran، 2008، ص. 31-40
  2. ^ ab Gilmour, AS (2011). Klystrons, Traveling Wave Tubes, Magnetrons, Cross-Field Amplifiers, and Gyrotrons. Artech House. ص  3-4 . ISBN 978-1608071845.
  3. ^ ab Varian, RH; Varian, SF (1939). "مذبذب ومضخم عالي التردد". مجلة الفيزياء التطبيقية . 10 (5): 321. Bibcode :1939JAP....10..321V. doi :10.1063/1.1707311.
  4. ^ فاريان، دوروثي. "المخترع والطيار". باسيفيك بوكس، 1983، ص 189.
  5. ^ فاريان، دوروثي. المخترع والطيار . باسيفيك بوكس، 1983، ص 187
  6. ^ جورج كاريوتاكيس (18 نوفمبر 1997). "ورقة بحثية مدعوة: الكليسترون: مصدر ميكروويف ذو مدى وتحمل مدهش" (PDF) . الجمعية الأمريكية للفيزياء: قسم مؤتمر فيزياء البلازما، بيتسبرغ، بنسلفانيا . ستانفورد، كاليفورنيا: مركز ستانفورد للفيزياء. مؤرشف من الأصل (PDF) في 24 سبتمبر 2015. تم الاسترجاع في 18 سبتمبر 2012 .
  7. ^ جيرالد دبليو بروك، الثورة المعلوماتية الثانية ، مطبعة جامعة هارفارد، 2009، ISBN 0674028791 ، ص 122، 123 
  8. ^ "ترقيات CAMD إلى RF الحالة الصلبة". www.lsu.edu .
  9. ^ "CERN وCanon يثبتان كفاءة الكليسترون". CERN Courier . 5 سبتمبر 2022.
  10. ^ أجهزة ودوائر الميكروويف ، دورلينج كينديرلي، سبتمبر 1990، ص 380، ISBN 978-81-7758-353-3
  11. ^ “V- 260، أنبوب V-260؛ Röhre V- 260 ID35571، ريفلكس كليسترون”. www.radiomuseum.org . تم الاسترجاع 2019-12-03 .
  12. ^ Reflex klystron ، دورلينج كينديرلي، سبتمبر 1990، ص 391، 392، ISBN 978-81-7758-353-3
  13. ^ Nusinovich, Gregory S. (2004). Introduction to the physics of gyrotrons . بالتيمور، ماريلاند: مطبعة جامعة جونز هوبكنز. ISBN 0-8018-7921-3.{{cite book}}: CS1 maint: date and year (link)
  14. ^ جوفيا، إيمانويل ستيف (16 يونيو 2004). تطوير جيروسكلسترون ثنائي التوافقيات رباعي التجاويف كمحرك لمسرع خطي - أطروحة دكتوراه. جامعة ماريلاند، كوليدج بارك، ماريلاند.{{cite book}}: CS1 maint: date and year (link)
  15. ^ ab Bonifacio, R.; Corsini, R.; Pierini, P. (15 March 1992). "نظرية الكليسترون الضوئي عالي الكسب" (PDF) . Physical Review A. 45 ( 6): 4091– 4096. Bibcode :1992PhRvA..45.4091B. doi :10.1103/physreva.45.4091. PMID  9907460. تم الاسترجاع في 24 يونيو 2014 .
  16. ^ كامبل، دي بي؛ هدسون، آر إس؛ مارجوت، جيه إل (2002). "التطورات في علم الفلك الراداري الكوكبي". مراجعة علوم الراديو . 1999– 2002: 869– 899. رمز Bibcode :2002rrs..book..869C.
  17. ^ "أفضل ما هو جديد في عام 2007 على موقع PopSci". Popsci.com. مؤرشف من الأصل في 16 مارس 2009. تم الاسترجاع في 28 فبراير 2010 .
  18. ^ "أفضل ما هو جديد في عام 2007 على موقع PopSci". Popsci.com. مؤرشف من الأصل في 2010-03-02 . تم الاسترجاع في 2010-02-28 .
  19. ^ براءة اختراع أمريكية رقم 7629497 - استعادة الهيدروكربونات والوقود الأحفوري باستخدام الموجات الدقيقة أرشيف 2011-05-07 على موقع واي باك مشين صدرت في 8 ديسمبر 2009
يوجد في ويكيميديا ​​كومنز وسائط متعلقة بـ كليسترون .
  • الكليسترون ( فيديو على اليوتيوب ، يصف بالتفصيل بندقية الإلكترون وتصميمات الكليسترون المختلفة.)
  • (كليسترون ذو تجويفين)
  • (كليسترون متعدد السعة)
  • (كليسترون منعكس)
  • (قوة عالية للمسرع الخطي)
  • تاريخ الكليسترون من فاريان
  • مركز ستانفورد للمسرع الخطي (249) صور معرض كليسترون
  • مجموعة كليسترون في متحف فالف الافتراضي أرشيف 2010-10-06 على موقع واي باك مشين
  • مكبر صوت كليسترون
  • "مدفع الميكروويف" كليسترون تم تطويره في SLAC
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Klystron&oldid=1252428791"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate