Microondas

Capítulo V. GENERADORES DE SEÑAL: TUBOS Y
OSCILADORES DE MICROONDAS
V.1. Tubos de microondas
A pesar de los avances en dispositivos de estado sólido, cuando se requiere
la generación depotencias elevadas a frecuencias de microondas, los
tubos de vacío resultan imprescindibles.
Todos los tubos de microondas dependen de la interacción entre un haz de
electrones y un campo electromagnéticosoportado por un circuito de
microondas. Esta interacción actúa como mecanismo de amplificación.
Existen dos clases de tubos:
En los tubos de haz lineal (linear-beam), también conocidos como'O', el haz de electrones fluye en una dirección paralela a los
campos eléctrico y magnético, atravesando toda la longitud del
tubo.
En los tubos de campos cruzados (crossed-field), o tipo 'm', loscampos eléctrico y magnético son perpendiculares a la dirección
del haz de electrones.
0.3 1 3 10 30 100 300 0.3 1 3 10 30 100 300
Frecuencia (GHz) Frecuencia (GHz)
1 mW
1 W
1 kW
1 MW
100 W
1kW
10 kW
100 kW
1 MW
10 MW
Potencia onda continua (osciladores) Potencia promedio (amplificadores)
Helix BWO
Reflex klystron
Carcinotrón
VTM
Magnetrón
EIK
Gyrotrón
Klystron-2 cav.Klystron
TWT cav.
acopladas
CFA
Gyrotrón
Helix TWT
Límite estado sólido
El haz de electrones se origina a partir de un cañón de electrones, que
generalmente comprende un cátodo (la fuente deemisión), un electrodo
de enfoque, un electrodo de modulación y un ánodo. Los electrones se
generan por emisión termoiónica, manteniendo el cátodo a una alta
tensión negativa con respecto al ánodo, quegeneralmente se conecta a
tierra.
Esta diferencia de potencial crea un campo eléctrico que acelera los
electrones en su trayecto hacia el ánodo, que resulta atravesado por el
haz a través de unorificio que se practica en su centro. La velocidad con
la que el haz de electrones sale del ánodo viene dada por la expresión:
V.1 Tubos de microondas 2
v
Ve
m
V 0
5 12 2
= ≈ 5.93⋅10 / (m/...