Prieletový klystrón

Prieletový klystrón je špeciálna lineárna mikrovlnná elektrónka. Klystrón sa používa ako zosilňovač mikrovlnných a rádiových frekvencií a ako generátor pre nízkovýkonový referenčný signál v superheterodynových prijímačoch, v radaroch alebo v oblasti komunikácií.

Klystrónový zosilňovač má oproti magnetrónu výhodu v tom, že pôsobí ako koherentný zosilňovač, tak je možné relatívne presne kontrolovať  parametre výstupného signálu ako amplitúda, frekvencia a fáza. Mnohé klystróny využívajú na prívod a odber signálu vlnovody, ale pri nízkych výkonoch sa využívajú namiesto toho koaxiálne vedenia. Niekedy sa na odber energie z klystróna požíva aj sonda do oddeleného externého vlnovodu.

Princíp činnosti 
Klystrón zosilňuje VF signály, na princípe odovzdávania kinetickej energie elektrónového zväzku elektromagnetického poľa. Elektróny sú emitované zo žeravenej katódy a urýchľované pomocou mriežky na ktorej je veľké napätie (rádovo v desiatkach kilovoltov). Potom tento modulovaný zväzok prechádza dutinou rezonátora, kde je privádzaný zosilňovaný signál. Tento zosilňovaný signál spôsobuje to, že elektróny, ktoré prechádzajú cez rezonančnú dutinu v okamihu kladného elektromagnetického poľa v dutine sú spomaľované a v okamihu záporného poľa sú urýchľované. Týmto spôsobom sa vytvárajú elektrónové zhluky. Rýchlostne modulované elektróny prechádzajú dutinou druhého rezonátora, kde pri vhodne zvolených parametroch odovzdávajú svoju kinetickú energiu. Klystrón môže obsahovať hneď niekoľko dutín. Nakoniec elektróny, ktoré odovzdali energiu dopadajú na kolektor. Existujú klystróny, ktoré obsahujú špeciálny druh kolektorov. Tieto kolektory odoberajú časť energie zo zväzku a zvyšujú účinnosť klystrónu. Viac týchto kolektorov dokáže zvýšiť účinnosť “triedením“ elektrónov do energetických zásobníkov.

Aplikácie 
Klystróny generujú vysokofrekvenčný signál s výkonom ďaleko presahujúcim možnosti súčasných polovodičových technológií. V moderných systémoch sa využívajú od pásma UHF (stovky MHz) až po stovky gigahertzov. Klystóny sa vo veľkej miere používajú v radaroch, satelitnej a širokopásmovej komunikácii (veľmi rozšírený v televíznom vysielaní a satelitných termináloch v pásme EHF), medicíne (radiačná onkológia) a vo fyzike (urýchľovače častíc a experimentálne reaktory). V súčasnosti sa využívajú pri výskume klystróny s výkonom 50 MW v impulznom režime a 50 kW v stálom režime na frekvenciách blízkych 3 GHz.

Zdroj

Elektrotechnika
Elektronika
Elektrónky