什么是klystron管？
一个速调管（也称为aKlystron Tube.或者速调管放大器)是一种真空管，用来振荡和放大微波频率信号。它是由美国电气工程师罗素和西格德·瓦里安发明的。
Klystron使用电子束的动能。通常，低功耗klystrons用作振荡器，大功率klystrons用作UHF中的输出管。
低功耗klystron有两种配置。一个是低功率的微波振荡器（反射klystron），第二个是低功率的微波放大器（两个腔Klystron或多腔Klystron）。
什么是反射速调管振荡器?
在回答这个问题之前，我们需要知道如何生成振荡。要生成振荡，我们需要向输入提供正面反馈。限制了循环收益是统一的。
对于速调管，如果将一部分输出反馈到输入腔，并保持环路增益幅度不变，就会产生振荡。反馈路径的相移是一个周期(2π)或多个周期(2π的倍数)。
Reflex Klystron的施工
电子束从阴极射出。然后有一个阳极，称为聚焦阳极或者加速阳极。这个阳极是用来缩小电子束的范围的。阳极与直流电压源的正极性相连。
Reflex Klystron只有一个腔，放置在阳极旁边。这个腔作为一个Buncher腔用于前进的电子和捕手腔用于向后移动的电子。
的速度和当前的调制发生在腔隙中。这个距离等于距离d。
斥网板与负极的负极相连电压源VR。
Reflex Klystron的工作原理
反射速调管的工作原理是速度和电流调制。
电子束从阴极射出。电子束通过加速阳极。电子以均匀的速度在管中移动，直到它到达腔体。
电子的速度在腔间隙中调制，并且这些电子尝试到达掠夺者。
回首器与电压源的负极性连接。因此，由于相同的极性，它反对电子的力。
电子的动能在斥力空间中减小，在某一点，它将为零。之后，电子被拉回空腔。在回程中，所有的电子都聚集在一个点上。
会有电流调制由于束的形成。电子的能量以射频的形式转换，射频输出由腔体获得。为了使速调管的效率最大化，电子的聚束必须发生在腔隙的中心。
电子如何在Klystron管中移动？
从电子枪（阴极），电子束注入管中。这些电子以均匀的速度朝向阳极移动。然后电子穿过腔间隙。电子的速度根据腔间隙电压而变化。
如果腔间隙电压为正，则将电子将加速，并且如果腔间隙电压为负，则将减速电子。如果电压为零，则电子的速度不会改变。
当电子从腔间隙留出时，所有电子都有不同的速度，并且这些电子将在掠夺者空间中行进。
这些电子根据速度行进距离。速度越高，电子将进入更多距离并降低速度，电子将在掠夺者空间中的距离下行。
所有这些电子都会回到空腔并聚集在空腔间隙的中心。从空腔中转移出来的电子的能量被称为射频输出。
Apple-gate图
Apple-gate图是电子在排斥器空间中所花费的时间和离腔间隙的距离之间的图。
根据其速度，不同的电子遵循不同的路径。电子的速度取决于腔间隙电压。
让我们扮演三个电子的例子。参考电子（e0)在腔隙电压为零时进入腔隙。因此，速度不会改变。它传播L0距离在排斥器空间和拉回腔。因为排斥板是高度负的，它将反对一个电子的动能。
电子进入E之前0，这个电子被称为an早期的电子（E.e)。当腔隙电压为正时，这个电子进入腔隙。因此，电子速度会增加。它的行程是Le距离并拉回腔。
电子之后进入0，这个电子被称为a已故电子（E.l)。当腔间隙电压为负时，该电子进入腔间隙。因此，电子速度将降低。它的行程是Ll距离并拉回腔。
下图有助于解释此过程：
所有电子从腔隙到排斥空间和排斥空间到腔隙所需要的总时间是相同的。这个时间是Td。
在时间Td所有的电子聚集在腔隙的中心。这就是速调管中的聚束过程。
反射速调管的应用
Reflex Klystron的应用包括：
- 无线电和雷达接收器
- 微波发电机中的信号源
- 便携式微波链路中的调频振荡器
- 参数放大器的泵振荡器
- 微波炉接收器中的本地振荡器
两个腔Klystron.
双腔速调管的工作原理与反射速调管相同。双腔速调管结构图如下图所示。
顾名思义，有两个腔;第一腔是一个Buncher腔或者输入腔另一个腔是捕手腔或者输出腔。从阴极注入的电子，并以均匀的速度伸出到Buncher腔。
在输入腔给出输入射频信号，从输出腔采集输出信号。两个洞中都有一个空隙，这些空隙被称为微波相互作用区域。
在第一腔中，被第一腔中所述输入射频信号调制的电子的速度。这叫速度调制。
它描述了电子的聚束。并通过捕捉腔。电流调制发生在捕捉腔内。
经过第二腔后，所有的电子都失去动能，进入微波场。由于速度降低，它们将由收集器收集。
Klystron vs磁控管
KlyStron是一种真空管，用作微波信号的振荡器和放大器。磁控管与Klystron管不同。磁控管仅用为振荡器。
在klystron中，电子通常从阴极注入。但在磁控管的情况下，有力地注入电子。
在速调管中，电子在管中和磁控管中呈线性移动，电子沿螺旋路径从阴极到阳极。
KlyStron用于电视发射器，雷达和粒子促进剂。它还用作高功率窄带稳定放大器。微波炉中使用的磁控管，在2.45 GHz工作。它还用于RF加热，以900 MHz或2.45 GHz运行。
Klystron规格:
- 频率操作：1 ~ 200ghz
- 带宽：+/- 30 MHz.
- 输出功率:10mw到2.5 W
- 实际效率:10 - 20%
- 理论效率:22.78%
- 调整范围:5 GHz @ 2W，30 GHz @ 10MW
磁控管规格
- 频率范围:500 MHz到12 GHz
- 力量：600W @ 2.45 GHz
- 峰值功率：40MW，直流电压为50 kV @ 10 GHz
- 平均功率:800千瓦
- 工作周期:0.1%
- 效率：40%至70%
两个腔Klystron和Reflex Klystron之间的差异
在两腔Klystron中，束腔和捕手腔不同。但在反射klystron中，只有一个腔。这种腔作为一孔腔以及捕手腔。
在双腔速调管中，用于收集电子的集电极。而在反射速调管中，用排斥板代替集电极来排斥电子束。
两个腔Klystron的主要目的是放大微波信号。反射klystron的主要目的是振荡微波信号。
