Kulkuaaltoputki
Kulkuaaltoputki on elektroniputki, joka rakenteeltaan kuuluu katodisädeputkiin. Kulkuaaltoputkea käytetään vahvistamaan radiotaajuussignaaleita etenkin mikroaaltoalueella mm. tutkan lähettimen osana ja satelliittitekniikassa. Kulkuaaltoputki tunnetaan paremmin englanninkielisellä lyhenteellä TWT (Traveling Wave Tube) tai TWAT (Traveling Wave Amplifier Tube).[1]
Rakenne ja toiminta
Kulkuaaltoputki on tyhjiöputki, jonka toisessa päässä on elektronitykki ja vastakkaisessa päässä kollektori, johon elektronisuihku törmää. Suihku pidetään ohuena säteenä voimakkaalla magneetilla. Suihku kulkee koko matkansa erityisen putken läpi, joka tavallisesti on helix mallinen, mutta muitakin malleja on. Sen tarkoitus on tehdä nopeusmodulaatio elektronisuihkuun. Vahvistettava heikko signaali tuodaan helixin toiseen päähän ja toisesta päästä se saadaan vahvistettuna. Kollektori lämpenee kovasti, joten isoilla kulkuaaltoputkilla on vesijäähdytys ja pienilläkin ainakin ilmajäähdytys.[1][2]
Käyttö
Kulkuaaltoputkivahvistimella tai klystronivahvistimella varustettu tutkan lähetin on monimutkaisempi ja kalliimpi kuin magnetronilähetin mutta helpommin ohjattava ja moduloitava, ja se sopii siksi vaativiin tutkajärjestelmiin, kuten lentokoneisiin, ilmavalvontaan ja lennonvarmennukseen.[1]
TWT:n kaistanleveys on useissa tapauksissa yli oktaavin ja vahvistus n. 40 dB. Myös vastaanottimeen TWT sopii hyvin, koska se on erittäin pienikohinainen.[2]
Historia
Kulkuaaltoputken ja klystronin kehityksellä on yhteistä 1930-luvulla Leningradin yliopiston fyysikko, Agnessa Arsenejevan, ja hänen tulevan aviomiehensä, saksalaisen Oskar Heilin tekemät tutkimukset elektronien nopeusmodulaatiosta. Oskar Heil kirjoitti 1935 Berliinissä sanomalehtikirjoituksen kehittämästään Heilin putkesta, joka on esiaste, sekä klystronille, että kulkuaaltoputkelle.[3] Kulkuaaltoputken keksivät englantilaiset toisen maailmansodan aikana. Pääperiaatteen selvitti Rudolf Kompfner British radar research laboratory:ssa. Kompfner ja John Pierce jatkoivat rauhan tultua kehitystyötä Bell Labsissa USA:ssa.[1]
Lähteet
- ↑ a b c d TWT radio-electronics.com. Arkistoitu 3.2.2013. Viitattu 29.3.2013. englanniksi
- ↑ a b Travelling Wave Tube Radartutorial.eu. Arkistoitu 24.5.2013. Viitattu 29.3.2013. englanniksi
- ↑ George Caryotakis: The Klystron: A Microwave Source of Surprising Range and Endurance (PDF) (Sivut: 3. ja 5.) SLAC–PUB–7731 April 1998 - Rev. huhtikuu 1998. Stanford Linear Accelerator Center, Stanford University, Stanford CA 94309: Stanford University. Viitattu 27.3.2013. englanniksi
