Calculadora Ganancia de potencia del amplificador Klystron de dos cavidades

✖La corriente de agrupación catódica se refiere a la corriente que fluye a través del circuito agrupador de cátodos de un klistrón u otro tubo de vacío de microondas.ⓘ Corriente del acumulador del cátodo [I_o]			+10% -10%
✖Frecuencia angular de un fenómeno constantemente recurrente expresada en radianes por segundo.ⓘ Frecuencia angular [ω_f]			+10% -10%
✖El voltaje del cátodo agrupado es el voltaje aplicado al cátodo de un tubo de klistrón para producir un haz de electrones agrupado que interactúa con la cavidad resonante del klistrón para producir energía de microondas.ⓘ Voltaje del agrupador catódico [V_o]			+10% -10%
✖La frecuencia plasmática reducida se define como la reducción de la frecuencia plasmática en el nivel iónico debido a varias razones.ⓘ Frecuencia plasmática reducida [ω_q]			+10% -10%
✖El coeficiente de acoplamiento del haz se refiere al parámetro que cuantifica el grado de interacción entre el haz de electrones y los campos electromagnéticos dentro del tubo.ⓘ Coeficiente de acoplamiento de vigas [β_o]			+10% -10%
✖La resistencia total de derivación de la cavidad de entrada en un tubo de microondas se refiere a la resistencia eléctrica combinada que presentan todos los componentes conectados en paralelo al circuito de entrada de la cavidad.ⓘ Resistencia total de derivación de la cavidad de entrada [R_sh]			+10% -10%
✖La resistencia de derivación total de la cavidad de salida en un tubo de microondas representa la resistencia eléctrica acumulada en todos los componentes conectados en paralelo al circuito de salida de la cavidad.ⓘ Resistencia total de derivación de la cavidad de salida [R_shl]			+10% -10%

✖La ganancia de potencia del amplificador Klystron de dos cavidades se refiere al aumento en el nivel de potencia logrado por el amplificador en comparación con el nivel de potencia de entrada.ⓘ Ganancia de potencia del amplificador Klystron de dos cavidades [P_g]

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Fórmula

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Ganancia de potencia del amplificador Klystron de dos cavidades

Fórmula

`"P"_{"g"} = (1/4)*((("I"_{"o"}*"ω"_{"f"})/("V"_{"o"}*"ω"_{"q"}))^2)*("β"_{"o"}^4)*"R"_{"sh"}*"R"_{"shl"}`

Ejemplo

`"1.6E^-10W"=(1/4)*((("1.56A"*"10.28Hz")/("85V"*"1.2e6rad/s"))^2)*(("7.7rad/m")^4)*"3.2Ω"*"2.3Ω"`

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Ganancia de potencia del amplificador Klystron de dos cavidades Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Ganancia de potencia del amplificador Klystron de dos cavidades = (1/4)*(((Corriente del acumulador del cátodo*Frecuencia angular)/(Voltaje del agrupador catódico*Frecuencia plasmática reducida))^2)*(Coeficiente de acoplamiento de vigas^4)*Resistencia total de derivación de la cavidad de entrada*Resistencia total de derivación de la cavidad de salida
P_g = (1/4)*(((I_o*ω_f)/(V_o*ω_q))^2)*(β_o^4)*R_sh*R_shl
Esta fórmula usa 8 Variables

Variables utilizadas

Ganancia de potencia del amplificador Klystron de dos cavidades - (Medido en Vatio) - La ganancia de potencia del amplificador Klystron de dos cavidades se refiere al aumento en el nivel de potencia logrado por el amplificador en comparación con el nivel de potencia de entrada.
Corriente del acumulador del cátodo - (Medido en Amperio) - La corriente de agrupación catódica se refiere a la corriente que fluye a través del circuito agrupador de cátodos de un klistrón u otro tubo de vacío de microondas.
Frecuencia angular - (Medido en hercios) - Frecuencia angular de un fenómeno constantemente recurrente expresada en radianes por segundo.
Voltaje del agrupador catódico - (Medido en Voltio) - El voltaje del cátodo agrupado es el voltaje aplicado al cátodo de un tubo de klistrón para producir un haz de electrones agrupado que interactúa con la cavidad resonante del klistrón para producir energía de microondas.
Frecuencia plasmática reducida - (Medido en radianes por segundo) - La frecuencia plasmática reducida se define como la reducción de la frecuencia plasmática en el nivel iónico debido a varias razones.
Coeficiente de acoplamiento de vigas - (Medido en radianes por metro) - El coeficiente de acoplamiento del haz se refiere al parámetro que cuantifica el grado de interacción entre el haz de electrones y los campos electromagnéticos dentro del tubo.
Resistencia total de derivación de la cavidad de entrada - (Medido en Ohm) - La resistencia total de derivación de la cavidad de entrada en un tubo de microondas se refiere a la resistencia eléctrica combinada que presentan todos los componentes conectados en paralelo al circuito de entrada de la cavidad.
Resistencia total de derivación de la cavidad de salida - (Medido en Ohm) - La resistencia de derivación total de la cavidad de salida en un tubo de microondas representa la resistencia eléctrica acumulada en todos los componentes conectados en paralelo al circuito de salida de la cavidad.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Corriente del acumulador del cátodo: 1.56 Amperio --> 1.56 Amperio No se requiere conversión
Frecuencia angular: 10.28 hercios --> 10.28 hercios No se requiere conversión
Voltaje del agrupador catódico: 85 Voltio --> 85 Voltio No se requiere conversión
Frecuencia plasmática reducida: 1200000 radianes por segundo --> 1200000 radianes por segundo No se requiere conversión
Coeficiente de acoplamiento de vigas: 7.7 radianes por metro --> 7.7 radianes por metro No se requiere conversión
Resistencia total de derivación de la cavidad de entrada: 3.2 Ohm --> 3.2 Ohm No se requiere conversión
Resistencia total de derivación de la cavidad de salida: 2.3 Ohm --> 2.3 Ohm No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

P_g = (1/4)*(((I_o*ω_f)/(V_o*ω_q))^2)*(β_o^4)*R_sh*R_shl --> (1/4)*(((1.56*10.28)/(85*1200000))^2)*(7.7^4)*3.2*2.3

Evaluar ... ...

P_g = 1.59887976488216E-10

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

1.59887976488216E-10 Vatio --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

1.59887976488216E-10 ≈ 1.6E-10 Vatio <-- Ganancia de potencia del amplificador Klystron de dos cavidades

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por Sheik Zaheer

Facultad de Ingeniería Seshadri Rao Gudlavalleru (SRGEC), Gudlavalleru

¡Sheik Zaheer ha creado esta calculadora y 25+ más calculadoras!

Verificada por banuprakash

Facultad de Ingeniería Dayananda Sagar (DSCE), Bangalore

¡banuprakash ha verificado esta calculadora y 25+ más calculadoras!

< 23 tubo de haz Calculadoras

Voltaje de microondas en el espacio del Buncher

Vamos Voltaje de microondas en la brecha del Buncher = (Amplitud de señal/(Frecuencia angular del voltaje de microondas*Tiempo promedio de tránsito))*(cos(Frecuencia angular del voltaje de microondas*Introducir la hora)-cos(Frecuencia angular resonante+(Frecuencia angular del voltaje de microondas*Distancia de separación del apilador)/Velocidad del electrón))

Potencia de salida de RF

Vamos Potencia de salida de RF = Potencia de entrada de RF*exp(-2*Constante de atenuación de RF*Longitud del circuito de RF)+int((Energía de RF generada/Longitud del circuito de RF)*exp(-2*Constante de atenuación de RF*(Longitud del circuito de RF-x)),x,0,Longitud del circuito de RF)

Ganancia de potencia del amplificador Klystron de dos cavidades

Vamos Ganancia de potencia del amplificador Klystron de dos cavidades = (1/4)*(((Corriente del acumulador del cátodo*Frecuencia angular)/(Voltaje del agrupador catódico*Frecuencia plasmática reducida))^2)*(Coeficiente de acoplamiento de vigas^4)*Resistencia total de derivación de la cavidad de entrada*Resistencia total de derivación de la cavidad de salida

Voltaje del repelente

Vamos Voltaje repelente = sqrt((8*Frecuencia angular^2*Longitud del espacio de deriva^2*Voltaje de haz pequeño)/((2*pi*Número de oscilación)-(pi/2))^2*([Mass-e]/[Charge-e]))-Voltaje de haz pequeño

Impedancia característica de la línea coaxial

Vamos Impedancia característica del cable coaxial = (1/(2*pi))*(sqrt(Permeabilidad relativa/Permitividad del dieléctrico))*ln(Radio del conductor exterior/Radio del conductor interno)

Velocidad de fase en dirección axial

Vamos Velocidad de fase en dirección axial = Paso de hélice/(sqrt(Permeabilidad relativa*Permitividad del dieléctrico*((Paso de hélice^2)+(pi*Diámetro de hélice)^2)))

Agotamiento total del sistema WDM

Vamos Agotamiento total de un sistema WDM = sum(x,2,número de canales,Coeficiente de ganancia Raman*Poder del canal*Longitud efectiva/Area efectiva)

Pérdida de potencia promedio en el resonador

Vamos Pérdida de potencia promedio en el resonador = (Resistencia superficial del resonador/2)*(int(((Valor máximo de intensidad magnética tangencial)^2)*x,x,0,Radio del resonador))

Frecuencia de plasma

Vamos Frecuencia plasmática = sqrt(([Charge-e]*Densidad de carga de electrones CC)/([Mass-e]*[Permitivity-vacuum]))

Energía total almacenada en el resonador

Vamos Energía total almacenada en el resonador = int((Permitividad del medio/2*Intensidad del campo eléctrico^2)*x,x,0,Volumen del resonador)

Profundo en la piel

Vamos Profundo en la piel = sqrt(Resistividad/(pi*Permeabilidad relativa*Frecuencia))

Densidad de corriente total del haz de electrones

Vamos Densidad de corriente total del haz de electrones = -Densidad de corriente del haz de CC+Perturbación instantánea de la corriente del haz de RF

Frecuencia portadora en línea espectral

Vamos Frecuencia de carga = Frecuencia de línea espectral-Número de muestras*Frecuencia de repetición

Velocidad total de los electrones

Vamos Velocidad total de los electrones = Velocidad del electrón CC+Perturbación instantánea de la velocidad del electrón

Densidad de carga total

Vamos Densidad de carga total = -Densidad de carga de electrones CC+Densidad de carga de RF instantánea

Frecuencia de plasma reducida

Vamos Frecuencia plasmática reducida = Frecuencia plasmática*Factor de reducción de carga espacial

Energía obtenida de la fuente de alimentación de CC

Vamos Fuente de alimentación DC = Energía generada en el circuito anódico/Eficiencia Electrónica

Potencia generada en el circuito del ánodo

Vamos Energía generada en el circuito anódico = Fuente de alimentación DC*Eficiencia Electrónica

Ganancia máxima de voltaje en resonancia

Vamos Ganancia máxima de voltaje en resonancia = Transconductancia/Conductancia

Pico de potencia de pulso de microondas rectangular

Vamos Potencia máxima de pulso = Energía promedio/Ciclo de trabajo

Pérdida de retorno

Vamos Pérdida de retorno = -20*log10(Coeficiente de reflexión)

Energía CA suministrada por el voltaje del haz

Vamos Fuente de alimentación de CA = (Voltaje*Actual)/2

Energía CC suministrada por el voltaje del haz

Vamos Fuente de alimentación DC = Voltaje*Actual

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