Gain de puissance de l'amplificateur Klystron à deux cavités Calculatrice

✖Le courant de regroupement cathodique fait référence au courant qui circule à travers le circuit de regroupement cathodique d'un klystron ou d'un autre tube à vide micro-ondes.ⓘ Courant de regroupement de cathodes [I_o]			+10% -10%
✖Fréquence angulaire d'un phénomène récurrent exprimé en radians par seconde.ⓘ Fréquence angulaire [ω_f]			+10% -10%
✖La tension du groupe cathodique est la tension appliquée à la cathode d'un tube de klystron pour produire un faisceau d'électrons groupés qui interagit avec la cavité résonante du klystron pour produire une puissance micro-onde.ⓘ Tension du groupe de cathodes [V_o]			+10% -10%
✖La fréquence plasmatique réduite est définie comme la réduction de la fréquence plasmatique du niveau ionique pour plusieurs raisons.ⓘ Fréquence plasmatique réduite [ω_q]			+10% -10%
✖Le coefficient de couplage de faisceau fait référence au paramètre qui quantifie le degré d'interaction entre le faisceau d'électrons et les champs électromagnétiques à l'intérieur du tube.ⓘ Coefficient de couplage de faisceau [β_o]			+10% -10%
✖La résistance totale du shunt de la cavité d'entrée dans un tube micro-ondes fait référence à la résistance électrique combinée présentée par tous les composants connectés en parallèle au circuit d'entrée de la cavité.ⓘ Résistance totale au shunt de la cavité d'entrée [R_sh]			+10% -10%
✖La résistance totale du shunt de la cavité de sortie dans un tube micro-ondes représente la résistance électrique cumulée entre tous les composants connectés en parallèle au circuit de sortie de la cavité.ⓘ Résistance totale au shunt de la cavité de sortie [R_shl]			+10% -10%

✖Le gain de puissance de l'amplificateur Klystron à deux cavités fait référence à l'augmentation du niveau de puissance obtenu par l'amplificateur par rapport au niveau de puissance d'entrée.ⓘ Gain de puissance de l'amplificateur Klystron à deux cavités [P_g]

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Gain de puissance de l'amplificateur Klystron à deux cavités

Formule

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

Exemple

`"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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Gain de puissance de l'amplificateur Klystron à deux cavités Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul

Formule utilisée

Gain de puissance de l'amplificateur Klystron à deux cavités = (1/4)*(((Courant de regroupement de cathodes*Fréquence angulaire)/(Tension du groupe de cathodes*Fréquence plasmatique réduite))^2)*(Coefficient de couplage de faisceau^4)*Résistance totale au shunt de la cavité d'entrée*Résistance totale au shunt de la cavité de sortie
P_g = (1/4)*(((I_o*ω_f)/(V_o*ω_q))^2)*(β_o^4)*R_sh*R_shl
Cette formule utilise 8 Variables

Variables utilisées

Gain de puissance de l'amplificateur Klystron à deux cavités - (Mesuré en Watt) - Le gain de puissance de l'amplificateur Klystron à deux cavités fait référence à l'augmentation du niveau de puissance obtenu par l'amplificateur par rapport au niveau de puissance d'entrée.
Courant de regroupement de cathodes - (Mesuré en Ampère) - Le courant de regroupement cathodique fait référence au courant qui circule à travers le circuit de regroupement cathodique d'un klystron ou d'un autre tube à vide micro-ondes.
Fréquence angulaire - (Mesuré en Hertz) - Fréquence angulaire d'un phénomène récurrent exprimé en radians par seconde.
Tension du groupe de cathodes - (Mesuré en Volt) - La tension du groupe cathodique est la tension appliquée à la cathode d'un tube de klystron pour produire un faisceau d'électrons groupés qui interagit avec la cavité résonante du klystron pour produire une puissance micro-onde.
Fréquence plasmatique réduite - (Mesuré en Radian par seconde) - La fréquence plasmatique réduite est définie comme la réduction de la fréquence plasmatique du niveau ionique pour plusieurs raisons.
Coefficient de couplage de faisceau - (Mesuré en Radian par mètre) - Le coefficient de couplage de faisceau fait référence au paramètre qui quantifie le degré d'interaction entre le faisceau d'électrons et les champs électromagnétiques à l'intérieur du tube.
Résistance totale au shunt de la cavité d'entrée - (Mesuré en Ohm) - La résistance totale du shunt de la cavité d'entrée dans un tube micro-ondes fait référence à la résistance électrique combinée présentée par tous les composants connectés en parallèle au circuit d'entrée de la cavité.
Résistance totale au shunt de la cavité de sortie - (Mesuré en Ohm) - La résistance totale du shunt de la cavité de sortie dans un tube micro-ondes représente la résistance électrique cumulée entre tous les composants connectés en parallèle au circuit de sortie de la cavité.

ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base

Courant de regroupement de cathodes: 1.56 Ampère --> 1.56 Ampère Aucune conversion requise
Fréquence angulaire: 10.28 Hertz --> 10.28 Hertz Aucune conversion requise
Tension du groupe de cathodes: 85 Volt --> 85 Volt Aucune conversion requise
Fréquence plasmatique réduite: 1200000 Radian par seconde --> 1200000 Radian par seconde Aucune conversion requise
Coefficient de couplage de faisceau: 7.7 Radian par mètre --> 7.7 Radian par mètre Aucune conversion requise
Résistance totale au shunt de la cavité d'entrée: 3.2 Ohm --> 3.2 Ohm Aucune conversion requise
Résistance totale au shunt de la cavité de sortie: 2.3 Ohm --> 2.3 Ohm Aucune conversion requise

ÉTAPE 2: Évaluer la formule

Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule

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

Évaluer ... ...

P_g = 1.59887976488216E-10

ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie

1.59887976488216E-10 Watt --> Aucune conversion requise

RÉPONSE FINALE

1.59887976488216E-10 ≈ 1.6E-10 Watt <-- Gain de puissance de l'amplificateur Klystron à deux cavités

(Calcul effectué en 00.004 secondes)

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Crédits

Créé par Zaheer Cheikh

Collège d'ingénierie Seshadri Rao Gudlavalleru (SRGEC), Gudlavalleru

Zaheer Cheikh a créé cette calculatrice et 25+ autres calculatrices!

Vérifié par banuprakash

Collège d'ingénierie Dayananda Sagar (DSCE), Bangalore

banuprakash a validé cette calculatrice et 25+ autres calculatrices!

< 23 Tube de faisceau Calculatrices

Tension micro-ondes dans l'espace du groupeur

Aller Tension micro-onde dans l'espace du groupeur = (Amplitude du signal/(Fréquence angulaire de la tension micro-ondes*Temps de transit moyen))*(cos(Fréquence angulaire de la tension micro-ondes*Saisie de l'heure)-cos(Fréquence angulaire de résonance+(Fréquence angulaire de la tension micro-ondes*Distance d'écart entre le groupeur)/Vitesse de l'électron))

Puissance de sortie RF

Aller Puissance de sortie RF = Puissance d'entrée RF*exp(-2*Constante d'atténuation RF*Longueur du circuit RF)+int((Puissance RF générée/Longueur du circuit RF)*exp(-2*Constante d'atténuation RF*(Longueur du circuit RF-x)),x,0,Longueur du circuit RF)

Gain de puissance de l'amplificateur Klystron à deux cavités

Aller Gain de puissance de l'amplificateur Klystron à deux cavités = (1/4)*(((Courant de regroupement de cathodes*Fréquence angulaire)/(Tension du groupe de cathodes*Fréquence plasmatique réduite))^2)*(Coefficient de couplage de faisceau^4)*Résistance totale au shunt de la cavité d'entrée*Résistance totale au shunt de la cavité de sortie

Tension du répulsif

Aller Tension du répulsif = sqrt((8*Fréquence angulaire^2*Longueur de l'espace de dérive^2*Tension du petit faisceau)/((2*pi*Nombre d'oscillations)-(pi/2))^2*([Mass-e]/[Charge-e]))-Tension du petit faisceau

Impédance caractéristique de la ligne coaxiale

Aller Impédance caractéristique du câble coaxial = (1/(2*pi))*(sqrt(Perméabilité relative/Permittivité du diélectrique))*ln(Rayon du conducteur extérieur/Rayon du conducteur intérieur)

Vitesse de phase dans la direction axiale

Aller Vitesse de phase dans la direction axiale = Pas d'hélice/(sqrt(Perméabilité relative*Permittivité du diélectrique*((Pas d'hélice^2)+(pi*Diamètre de l'hélice)^2)))

Épuisement total pour le système WDM

Aller Épuisement total pour un système WDM = sum(x,2,Nombre de canaux,Coefficient de gain Raman*Puissance du canal*Longueur efficace/Zone efficace)

Perte de puissance moyenne dans le résonateur

Aller Perte de puissance moyenne dans le résonateur = (Résistance de surface du résonateur/2)*(int(((Valeur maximale de l'intensité magnétique tangentielle)^2)*x,x,0,Rayon du résonateur))

Fréquence plasmatique

Aller Fréquence plasmatique = sqrt(([Charge-e]*Densité de charge électronique CC)/([Mass-e]*[Permitivity-vacuum]))

Énergie totale stockée dans le résonateur

Aller Énergie totale stockée dans le résonateur = int((Permittivité du milieu/2*Intensité du champ électrique^2)*x,x,0,Volume du résonateur)

Profondeur de la peau

Aller Profondeur de la peau = sqrt(Résistivité/(pi*Perméabilité relative*Fréquence))

Densité totale de courant du faisceau d'électrons

Aller Densité totale de courant du faisceau d'électrons = -Densité de courant du faisceau CC+Perturbation instantanée du courant du faisceau RF

Fréquence porteuse dans la ligne spectrale

Aller Fréquence porteuse = Fréquence de la ligne spectrale-Nombre d'échantillons*Fréquence de répétition

Vitesse totale des électrons

Aller Vitesse totale des électrons = Vitesse des électrons CC+Perturbation instantanée de la vitesse des électrons

Fréquence plasma réduite

Aller Fréquence plasmatique réduite = Fréquence plasmatique*Facteur de réduction de la charge d'espace

Densité de charge totale

Aller Densité de charge totale = -Densité de charge électronique CC+Densité de charge RF instantanée

Puissance obtenue à partir de l'alimentation CC

Aller Alimentation CC = Puissance générée dans le circuit anodique/Efficacité électronique

Puissance générée dans le circuit anodique

Aller Puissance générée dans le circuit anodique = Alimentation CC*Efficacité électronique

Gain de tension maximum à la résonance

Aller Gain de tension maximum à la résonance = Transconductance/Conductance

Puissance de crête d'impulsion micro-ondes rectangulaire

Aller Puissance de crête d'impulsion = Puissance moyenne/Cycle de service

Perte de retour

Aller Perte de retour = -20*log10(Coefficient de reflexion)

Alimentation CA fournie par la tension du faisceau

Aller Alimentation CA = (Tension*Actuel)/2

Alimentation CC fournie par la tension du faisceau

Aller Alimentation CC = Tension*Actuel

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