Klystron


Klystron
Klystron

Le klystron est un tube à vide qui permet de réaliser des amplificateurs de moyenne et forte puissance à bande étroite en hyperfréquences.

Sommaire

Histoire

Leur invention est généralement attribuée aux frères Russel et Sigurd Varian, en 1937 à l'université Stanford[1],[2],[3]

En 1939, une forme plus maniable de klystron est développée en Angleterre par Robert Stutton et est appelée le « reflex klystron ». La puissance des klystrons peut atteindre plus de 1 000 kW[4].

Il fut développé également le Supervapotron : tube d'émission refroidi par vaporisation d'eau, ainsi que l' Hypervapotron : refroidissement par un fort débit d'eau restant à l'état liquide pour un meilleur rendement.

Principe de fonctionnement

Coupe schématique d'un klystron

Les klystrons sont utilisés comme un oscillateur ou plus souvent comme un amplificateur de micro-ondes. Le signal HF en entrée d'un klystron est amplifié de manière cohérente grâce à un faisceau d'électrons produit par un filament chauffé.

Le faisceau d'électrons, émis par la cathode chauffée, est focalisé par des électrodes où règne un champ magnétique intense. Il est ensuite accéléré par une tension d'accélération appliquée sur la cathode. L'anode de contrôle permet de moduler le faisceau en intensité et détermine donc le courant du faisceau. Le faisceau traverse une première cavité résonnante. Cette cavité est reliée à la source à amplifier et est excitée par celle-ci. Cette excitation génère un champ électrique variable dans la cavité, dirigé parallèlement à la direction des électrons. Selon le moment où les électrons traversent la cavité, certains sont accélérés et d'autres sont ralentis. La vitesse des électrons est alors modulée en traversant la cavité. Cette modulation de vitesse se transforme en une modulation de densité, c'est-à-dire en une modulation de courant.

Le faisceau traverse ensuite d'autres cavités résonnantes. Celles-ci sont excitées par les variations de courant du faisceau. Lors du passage du faisceau dans ces cavités, le phénomène de modulation de la vitesse du faisceau est amplifié selon le même fonctionnement que dans la première cavité. Ce mécanisme se poursuit jusqu'à la cavité de sortie. Tout au long du parcours, le faisceau est focalisé grâce à des bobines de focalisation (électroaimant).

Dans la dernière cavité, les électrons cèdent partiellement leur énergie cinétique sous forme de rayonnement électromagnétique, qui est cette fois-ci récupérée grâce à un circuit d'accord relié à la cavité[5],[6].

Utilisation

Les klystrons sont utilisés en particulier dans les radars, les accélérateurs pour radiothérapie ou stérilisation, les stations d'émission télévisuelle UHF, les stations de diffusion satellitaires, le chauffage par micro-ondes ou la physique des hautes énergies (accélérateurs de particules linéaires, synchrotrons, ...).

Références

  1. Russell H. Varian and Sigurd F. Varian, A high frequency oscillator and amplifier, J. Appl. Phys., vol. 10, no. 5 (May 1939), pp. 321-327.
  2. Histoire de l'entreprise Varian (en)
  3. J. Voge, Les tubes aux hyperfréquences, Eyrolles pp. 80-81.
  4. Thales Electron Device : http://www.thalesgroup.com/all/pdf/Sources_puissance_hyper(R).pdf
  5. Georges Faillon, Georges Fleury, Tubes pour hyperfréquences, Tech. Ing. E 2 355.
  6. M. Heistercamp, R. Maes, L. Mehaudens, S. Robert, J-L. Colot, Les Micro-ondes, http://www.ulb.ac.be/inforsciences/files/HMMRmicro.pdf

Voir aussi

  • Portail de l’électricité et de l’électronique Portail de l’électricité et de l’électronique

Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Klystron de Wikipédia en français (auteurs)

Regardez d'autres dictionnaires:

  • klystron — [ klistrɔ̃ ] n. m. • 1939; mot angl., du gr. kluxein « envoyer un jet de liquide » ♦ Électron. Tube électronique à hyperfréquence, à modulation de vitesse, dont le faisceau électronique est soumis au champ de deux cavités résonantes. Klystron… …   Encyclopédie Universelle

  • klystron — klystron. (Del ingl. klystron, marca reg.). m. Fís. Tubo electrónico empleado para generar o amplificar microondas en comunicaciones y radares …   Enciclopedia Universal

  • klystron — (Del ingl. klystron, marca reg.). m. Fís. Tubo electrónico empleado para generar o amplificar microondas en comunicaciones y radares …   Diccionario de la lengua española

  • klystron — → klistrón …   Diccionario panhispánico de dudas

  • klystron — [klīs′trən, klis′trən; klīs′trän΄, klis′trän΄] n. [< Gr klys (see CLYSTER) + (ELEC)TRON] an electron tube that uses electric fields and resonant cavities to bunch electrons from a uniform stream, used as an oscillator, amplifier, etc. in… …   English World dictionary

  • Klystron — A klystron is a specialized linear beam vacuum tube (evacuated electron tube). Klystrons are used as amplifiers at microwave and radio frequencies to produce both low power reference signals for superheterodyne radar receivers and to produce high …   Wikipedia

  • Klystron — Hochleistungs Mikrowellen Oszillator Klystron Das Klystron ist eine Elektronenröhre, die die Laufzeit der Elektronen zur Erzeugung oder Verstärkung von Hochfrequenzsignalen ausnutzt (Laufzeitröhre). Es wurde 1937 von den Gebrüdern Russell und… …   Deutsch Wikipedia

  • Klystron — klistronas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. klystron vok. Klystron, n rus. клистрон, m pranc. klystron, m …   Fizikos terminų žodynas

  • klystron — klistronas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. klystron vok. Klystron, n rus. клистрон, m pranc. klystron, m …   Fizikos terminų žodynas

  • klystron — A form of electron tube used for generation and amplification of microwave electromagnetic energy. It is a linear beam tube; it incorporates an electron gun, one or more cavities, and an apparatus for modulating the beam produced by the electron… …   Aviation dictionary


Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.