Çapraz alan amplifikatörü - Crossed-field amplifier
Bir çapraz alan amplifikatörü ( CFA ) , ilk olarak 1950'lerin ortalarında piyasaya sürülen ve çok yüksek güçlü vericilerde sıklıkla bir mikrodalga amplifikatörü olarak kullanılan özel bir vakum tüpüdür .
Raytheon mühendisi William C. Brown'un yeni bir geniş bantlı amplifikatör yaratmak için magnetron ilkelerini uyarlama çalışması , genellikle Amplitron adını verdiği ilk CFA olarak kabul edilir . Bazen CFA üreticileri tarafından kullanılan diğer isimler arasında Platinotron veya Stabilotron bulunur .
Bir CFA, diğer mikrodalga amplifikatör tüplerinden ( klystronlar veya hareketli dalga tüpleri gibi ) daha düşük kazanç ve bant genişliğine sahiptir ; ancak daha verimli ve çok daha yüksek çıkış gücüne sahip .
Yüzde 70'i aşan verimlilik dereceleri ile birçok megavatın tepe çıkış gücü ve onlarca kilovatlık ortalama güç seviyeleri elde edilebilir. Şu anki kullanımları uydu yer istasyonlarında ve derin uzay iletişim ağlarında.
Operasyon
Bir CFA'daki elektrik ve manyetik alanlar birbirine diktir ("çapraz alanlar"). Bu, bir magnetronda kullanılan aynı tür alan etkileşimidir ; Sonuç olarak, iki cihaz birçok özelliği paylaşır (yüksek güç ve verimlilik gibi) ve benzer fiziksel görünümlere sahiptirler. Bununla birlikte, bir magnetron bir osilatördür ve bir CFA bir amplifikatördür (ancak bir CFA, herhangi bir amplifikatörde olduğu gibi, uygun olmayan düşük voltajların uygulanmasıyla salınıma yönlendirilebilir); bir CFA'nın RF devresi (veya yavaş dalga yapısı), birleştirilmiş boşluklu TWT'dekine benzer .
CFA, güç kapatıldığında, girişin çok az kayıpla çıkışa geçmesi gibi yararlı bir özelliğe sahiptir. Bu, arıza durumunda RF baypas anahtarlama ihtiyacını ortadan kaldırır.
İki CFA sırayla yalnızca bir güçle bağlanabilir; başarısız olursa, güç birincil tüpten çıkarılabilir ve ikincil tüpe yedek olarak uygulanabilir. Yerleşik yedekliliğe sahip bu yaklaşım, yüksek verimlilik ve güvenilirliğe ihtiyaç duyulan Apollo Ay Modülündeki S-bandı aşağı bağlantı vericisinde kullanıldı .
Ortadaki yeşil elektroda büyük bir negatif voltaj yerleştirilir ve sayfaya dik olarak büyük bir manyetik alan yönlendirilir. Bu, bir lavabodan veya tuvaletten akarken dönen su gibi bir akış düzenine sahip ince bir dönen elektron diski oluşturur. Elektronların dönen diskinin üstünde ve altında yavaş dalga yapısı bulunur. Elektronlar ışık hızından çok daha yavaş akarlar ve yavaş dalga yapısı, giriş RF'nin hızını elektron hızına uyacak kadar azaltır.
RF girişi, yavaş dalga yapısına dahil edilir. Değişen mikrodalga alanı, elektronların dönüşümlü olarak hızlanmasına ve yavaşlamasına neden olur. Elektronlar cihazın etrafında döndükçe bu bozukluklar büyür ve RF enerjisi büyüdükçe elektronlar yavaşlar. Bu, amplifikasyon üretir.
Çıkıştan girişe az miktarda RF geri beslemesi var. Bu , cihaz darbeli olduğunda hafif bir rastgele faz titremesi yaratır .