Kryssfeltforsterker - Crossed-field amplifier
En kryssfeltforsterker ( CFA ) er en spesialisert vakuum rør , først introdusert på midten av 1950-tallet og ofte brukt som en mikrobølgeforsterker i meget-høy strøm sendere .
Raytheon- ingeniør William C. Browns arbeid med å tilpasse magnetronprinsipper for å lage en ny bredbåndsforsterker er generelt anerkjent som den første CFA, som han kalte en Amplitron . Andre navn som noen ganger brukes av CFA-produsenter inkluderer Platinotron eller Stabilotron .
En CFA har lavere forsterkning og båndbredde enn andre mikrobølge-forsterker-rør (for eksempel klystroner eller vandrebølger rør ); men det er mer effektiv og i stand til mye høyere utgangsstrøm .
Toppeffekt på mange megawatt og gjennomsnittlig effektnivå på titalls kilowatt kan oppnås, med effektivitetsgrader på over 70 prosent. Deres nåværende bruk er i satellittjordstasjoner og dyp romkommunikasjonsnettverk.
Operasjon
De elektriske og magnetiske feltene i en CFA er vinkelrett på hverandre ("kryssede felt"). Dette er den samme typen feltinteraksjon som brukes i en magnetron ; som et resultat har de to enhetene mange egenskaper (som høy toppeffekt og effektivitet), og de har lignende fysiske utseende. Imidlertid er en magnetron en oscillator og en CFA er en forsterker (selv om en CFA kan drives til å svinge ved anvendelse av upassende lave spenninger som en hvilken som helst forsterker); en CFAs RF-krets (eller sakte bølgestruktur) er lik den i en TWT med koblet hulrom .
CFA har den nyttige egenskapen at når strømmen slås av, går inngangen rett og slett til utgangen med svært lite tap. Dette unngår behovet for bypass av RF i tilfelle feil.
To CFA-er kan kobles sekvensielt med bare en strømforsyning; hvis det mislykkes, kan strømmen fjernes fra primærrøret og påføres sekundæren som en sikkerhetskopi. Denne tilnærmingen med innebygd redundans ble brukt på S-båndets nedlink-sender på Apollo Lunar Module der høy effektivitet og pålitelighet var nødvendig.
En stor negativ spenning er plassert på den grønne elektroden i midten, og et stort magnetfelt rettes vinkelrett på siden. Dette danner en tynn roterende disk av elektroner med et strømningsmønster som roterende vann når det drenerer fra en vask eller toalett. En sakte bølgestruktur er plassert over og under elektronenes roterende disk. Elektroner flyter mye langsommere enn lysets hastighet, og den langsomme bølgestrukturen reduserer hastigheten på inngangen RF nok til å matche elektronhastigheten.
RF-inngangen blir introdusert i tregbølgestrukturen. Det vekslende mikrobølgefeltet får elektronene til å skifte hastighet og bremse vekselvis. Disse forstyrrelsene blir større etter hvert som elektroner spiralerer rundt enheten, og elektroner sakte når RF-energien vokser. Dette gir forsterkning.
Det er en liten mengde RF-tilbakemelding fra utgang til inngang. Dette skaper en liten tilfeldig fasejitter når enheten pulseres.