Трубка бегущей волны
-
История и изобретение
- Лампа бегущей волны (TWT) была изобретена Андреем Хаеффом в 1933 году.
- Рудольф Компфнер усовершенствовал TWT в 1942-1943 годах.
- Нильс Линденблад также подал заявку на патент в 1940 году.
-
Принцип работы
- TWT использует модуляцию скорости электронов для усиления радиочастотных сигналов.
- Электроны проходят через спираль, где сигнал усиливается.
- Спиральные TWT имеют широкую полосу пропускания, но ограниченную мощность.
- TWT со связанным резонатором имеют узкую полосу пропускания, но большую мощность.
-
Типы и характеристики
- Спиральные TWT: ширина полосы пропускания до двух октав, мощность до 2,5 кВт.
- TWT со связанным резонатором: ширина полосы пропускания 10-20%, мощность до 60 кВт.
- Рабочие частоты варьируются от 300 МГц до 50 ГГц.
- Коэффициент усиления по мощности составляет 40-70 децибел.
-
Применение
- Используются в радиолокационных системах, передатчиках спутников и космических аппаратов.
- Применяются в системах радиоэлектронной борьбы.
-
Сравнение с другими лампами
- Клистрон использует модуляцию скорости в резонансном резонаторе.
- ЛБВ имеет более низкий уровень шума и более широкий диапазон частот.
-
История и развитие
- Хаефф разработал первый прототип в 1931 году.
- Компфнер усовершенствовал TWT в 1942-1943 годах.
- В 1950-х годах ЛБВ были запущены в производство.
- В 1960-х годах использовались в спутниках связи Telstar 1 и Syncom 2.
-
Применение TWTA в спутниковой связи
- TWTA используются в спутниковых ретрансляторах для усиления слабого входного сигнала.
- Они считаются надежным выбором и работают дольше ожидаемого срока службы.
-
Применение в радиолокации
- TWTA широко используются в радиолокации, особенно в бортовых радарных системах.
- В таких приложениях между электронной пушкой и замедляющей структурой устанавливается управляющая сетка для импульсной работы.
-
Применение в космических аппаратах
- TWTA установлены на космических аппаратах, включая New Horizons и телескоп Джеймса Уэбба.
- New Horizons использовал TWTA для передачи данных с Плутона и объекта пояса Койпера.
-
Исторические заметки
- ЛБВ иногда называют «ламповым усилителем бегущей волны» (TWAT), но этот термин не был широко распространен.
- «TWT» произносится как «твит», а «TWTA» как «твита».
-
Дополнительные термины и ссылки
- Распределенный усилитель, магнетрон, клистронная трубка, усилитель перекрестного поля, генератор обратной волны, индуктивная выходная трубка, генератор расширенного взаимодействия.
- Дальнейшее чтение: Коупленд, Джек; Хаефф, Андре А. (Сентябрь 2015 года). «Подлинная история лампы бегущей волны». Армстронг, Картер М.; (ноябрь 2015). «В поисках идеальной вакуумной трубки». Спектр IEEE.
- Внешние ссылки: Мемориальная страница с фотографией Джона Пирса, держащего в руках TWT. Страница Найквиста с фотографией Пирса, Компфнера и Найквиста перед расчетами TWT на доске. Трубки бегущей волны TMD, информация и технические паспорта в формате PDF. Флэш-анимация, показывающая работу лампы бегущей волны (ЛБВ) и ее внутреннюю конструкцию.