Tubo de onda viajera
Un tubo de onda viajera ( TWT , pronunciado "twit" [1] ) o amplificador de tubo de onda viajera ( TWTA , pronunciado "tweeta") es un tubo de vacío especializado que se utiliza en electrónica para amplificar señales de radiofrecuencia (RF) en el rango de microondas . [2] El TWT pertenece a una categoría de tubos de "haz lineal", como el klystron , en el que la onda de radio se amplifica al absorber energía de un haz de electrones a medida que pasa por el tubo. [2] Aunque hay varios tipos de TWT, dos categorías principales son: [2]
Una gran ventaja del TWT sobre algunos otros tubos de microondas es su capacidad para amplificar una amplia gama de frecuencias, es decir, un gran ancho de banda . El ancho de banda de la hélice TWT puede ser de hasta dos octavas , mientras que las versiones de cavidad tienen anchos de banda del 10 al 20%. [2] [3] Las frecuencias de funcionamiento oscilan entre 300 MHz y 50 GHz. [2] [3] La ganancia de potencia del tubo es del orden de 40 a 70 decibeles , [3] y la potencia de salida varía desde unos pocos vatios hasta megavatios . [2] [3]
Los TWT representan más del 50% del volumen de ventas de todos los tubos de vacío de microondas. [2] Se utilizan ampliamente como los amplificadores de potencia y los osciladores en radar sistemas, la comunicación por satélite y naves espaciales transmisores , y de guerra electrónica sistemas. [2]
El TWT es un tubo de vacío alargado con un cañón de electrones (un cátodo calentado que emite electrones ) en un extremo. Un voltaje aplicado a través del cátodo y el ánodo acelera los electrones hacia el extremo más alejado del tubo, y un campo magnético externo alrededor del tubo enfoca los electrones en un haz. En el otro extremo del tubo, los electrones golpean el "colector", que los devuelve al circuito.
Envuelto alrededor del interior del tubo, justo fuera de la trayectoria del haz, hay una hélice de alambre, generalmente cobre sin oxígeno . La señal de RF que se va a amplificar se alimenta a la hélice en un punto cerca del extremo emisor del tubo. La señal normalmente se alimenta a la hélice a través de una guía de ondas o una bobina electromagnética colocada en un extremo, formando una ruta de señal unidireccional, un acoplador direccional .
Al controlar el voltaje de aceleración, la velocidad de los electrones que fluyen por el tubo se establece para que sea similar a la velocidad de la señal de RF que baja por la hélice. La señal en el cable hace que se induzca un campo magnético en el centro de la hélice, donde fluyen los electrones. Dependiendo de la fase de la señal, los electrones se acelerarán o ralentizarán a medida que pasan por los devanados. Esto hace que el haz de electrones se "acumule", lo que se conoce técnicamente como "modulación de velocidad". El patrón resultante de densidad de electrones en el haz es un análogo de la señal de RF original.
