Klystron
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Le klystron est un tube à vide qui permet de réaliser des amplificateurs de moyenne et forte puissance à bande étroite en hyperfréquences. Leur invention est généralement attribuée aux frères Russel et Sigurd Varian, en 1937 à l'université de Stanford[1],[2]. En 1939, une forme plus maniable de klystron est développée en Angleterre par Robert Stutton et est appelé le "reflex klystron". La puissance des klystrons peut atteindre plus de 1000 kW[3].
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, ...).
[modifier] Principe de fonctionnement
Les klystrons sont utilisés comme un oscillateur ou plus souvent comme un amplificateur de micro-ondes. Le signal HF en entrée d'un klyston est amplifié de manière cohérente grâce à un faisceau d'électron produit par un filament chauffé. Pour cela, on imprime une modulation de la vitesse au faisceau d'électron grâce à des grilles alimentées par une source de tension alternative : lorsqu'une des grilles est soumise à un potentiel positif, l'autre est négative. Les électrons sont accélérés par la grille positive, et décélérés par la grille négative, modulant la vitesse de ces électrons. Cette modulation de vitesse se transforme en une modulation de densité, c'est-à-dire en une modulation de courant. On fait alors interagir ce courant avec une onde électromagnétique introduite sur l'entrée HF, par l'intermédiaire de cavités résonnantes. Les électrons cèdent alors leur énergie cinétique sous forme électromagnétique[4],[5].
La modulation de vitesse est due aux différentes vitesses des électrons. En effet, tous les électrons n'ont pas les mêmes vitesses d'oscillation. Les électrons ayant la même vitesse se regroupent en paquet. C'est cette variation de rapidité qui s'appelle modulation de vitesse.
[modifier] Références
- ↑ 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.
- ↑ Histoire de l'entreprise Varian (en) [1]
- ↑ Thales Electron Device : http://www.thalesgroup.com/all/pdf/Sources_puissance_hyper(R).pdf
- ↑ Georges Faillon, Georges Fleury, "Tubes pour hyperfréquences", Tech. Ing. E 2 355.
- ↑ M.Heistercamp, R.Maes, L.Mehaudens, S.Robert, J-L.Colot, "Les Micro-ondes", http://www.ulb.ac.be/inforsciences/files/HMMRmicro.pdf
