http___radartutorial.de_08.transmitters_Klistron.tr.html_1.xml
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 9.1 9.2 9.3 9.4 10.1 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 12.1 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 13.8 14.1 14.2 15.1 16.1 17.1 18.1 19.1 20.1 21.1 22.1 23.1 24.1 25.1 26.1 27.1 28.1 29.1 29.2 29.3 29.4 29.5 29.6 29.7 29.8 30.1 30.2 30.3 30.4 31.1 32.1 32.2 32.3 32.4 32.5 33.1 34.1 35.1 36.1 36.2 36.3 36.4 36.5 36.6 37.1 37.2 37.3 38.1 39.1 40.1 40.2 40.3 40.4 40.5 40.6 41.1 41.2 41.3 42.1 43.1 44.1 45.1 45.2 45.3 45.4 46.1 46.2 46.3 47.1 47.2 47.3 47.4 47.5 48.1 49.1 50.1 51.1 52.1 53.1 54.1 55.1 56.1 57.1 57.2 57.3 57.4 57.5 57.6 57.7 58.1 58.2 58.3 59.1 60.1 61.1 62.1 63.1 64.1 65.1 66.1 67.1 68.1 69.1 70.1 71.1 72.1 72.2 73.1 74.1 75.1 76.1 76.2 77.1 78.1 78.2 78.3 78.4 79.1 80.1 81.1 81.2 81.3
Klystron Figure 1: Klystron Type NSN 662-5861 of English Electric Valve Co Ltd. (Courtesy of OSTRON) Figure 1: Klystron Type NSN 662-5861 of English Electric Valve Co Ltd. (Courtesy of OSTRON) What is a klystron? Klystron Klystrons are high power microwave vacuum tubes. They are velocity-modulated tubes that are used in radars as amplifiers or oscillators. A klystron uses the kinetic energy of an electron beam for the amplification of a high-frequency signal. Klystrons make use of the transit-time effect by varying the velocity of an electron beam. It is a linear beam device; that is, the electron flow is in a straight line focused by an axial magnetic field. The magnetic field is only used to focalize the electron beam. A klystron has one or more special cavities around the axis of the tube that modulate the electric field. Due to the number of the resonant cavities, klystrons are divided up into two-cavity klystrons, multi-cavity klystrons, and repeller klystrons. The gain of klystron amplifiers can be very high (more than 60 dB), with output power up to tens of megawatts. But klystrons have limited bandwidth (less than 2%) because of their use of resonant cavities. They require high supply voltages in the region of hundreds of kilovolts. As to be expected with vacuum tubes, they have fewer reliabilities from 5000 to 75000 hours of the mean time between failure. Two-Cavity Klystron The two-cavity klystron is a widely used microwave amplifier operated by the principles of velocity and density modulation. An electronic oscillator can also be made from a klystron tube when the second cavity resonator is fed back to the first one with a coaxial cable or waveguide. This connection must have a defined delay so that the oscillations are in phase. However, a two-cavity klystron oscillator is inappropriate in the structure, because, when the oscillation frequency is varied, the resonant frequency of each cavity and the feedback path phase shift must be mechanically readjusted for positive feedback. (A repeller klystron is better suited for such cases.) Design A klystron size is determined by the size of the bunching cavities. The physical components of a two-cavity klystron consist of an electron emitter, two resonant cavities, a solenoid magnetic circuit to focuses the electron beam, and a collector depression structure. In order to achieve high powers, this electron emitter must emit a large number of electrons. A two-cavity klystron uses two resonant cavities around the axis of the tube which modulates the electric field. In the middle of these cavities, there is a grid allowing the electrons to pass. The first cavity with the first coupling device is called the “buncher”, while the second cavity with its coupling device is called the “catcher”. The area beyond the buncher grids is called the “drift space”. The collector collects the energy of the electron beam and changes it into heat. The collector is clamped to ground potential. A so-called beam voltage of up to several hundred kilovolts is applied between the cathode and the collector, which is why the collector generates X-ray interferences and must be shielded with lead. cavity cavity loop Figure 2: mode of operation of a two-cavity klystron cavity cavity loop Figure 2: mode of operation of a two-cavity klystron cavity cavity loop Figure 2: mode of operation of a two-cavity klystron (interactive picture) Function The electrons injected from the cathode are first accelerated by the high DC voltage before entering the buncher grids and arrive at the buncher with uniform velocity. The signal present in the buncher generates an additional local electric field. The direction of the electric field changes with the frequency of the signal into the buncher. These changes alternately accelerate and decelerate the electrons of the beam passing through the grids. The electrons that pass through the first cavity at zero points of the signal voltage pass through with unchanged velocity; those that pass through the positive half cycles of the signal voltage undergo an increase in velocity; those passing through the negative swings of the signal voltage undergo a decrease in velocity. The variation of the electron velocity in the drift space is called velocity modulation. The faster electrons catch up with the slower electrons and form bunches. The electron beam is spatially modulated then. The function of the catcher cavity is to absorb energy from the electron beam. The catcher grids are placed along the beam at a point where the bunches are fully formed. The location is determined by the transit time of the bunches at the natural resonant frequency of the cavities (the resonant frequency of the catcher cavity is the same as the buncher cavity). The electrons then leave the catcher at a reduced speed and reach the collector. Characteristics The efficiency of klystron results from the ratio of the power supplied to the klystron (as a DC-power supply) and the high-frequency power output. The efficiency of a two-cavity klystron is about 40%. Losses occur primarily due to a non-ideal bundling of the electron density and the remaining energy of the electrons, which is converted into heat in the collector. The average output power is up to 500 kW and pulsed power is up to 30 MW at 10 GHz. The power amplification is up to 30 dB. Figure 3: Structure of a multicavity klystron Figure 3: Structure of a multicavity klystron Multicavity Power Klystron Klystron amplification, power output, and efficiency can be greatly improved by the addition of intermediate cavities between the input and output cavities of the basic klystron. These additional cavities are also referred to as “Gain-Cavities”. They serve to velocity-modulate the electron beam and produce an increase in the energy available at the output. The electron bunches getting strengthened. The multicavity klystrons may be used to increase the gain of the klystron or to increase the bandwidth. They are often operated with their cavities stagger-tuned so as to obtain a greater bandwidth of up to 8% at a reduction in gain. A new concept of multi-chamber klystrons is called kladistron (derived from adiabatic klystron). Kladistrons are high-performance klystrons with a large number of cavities (at least twice as many as with conventional klystrons). Kladistrons are not used in radar sets. Figure 4: Cutaway view of an MBK using 8 electron guns made by TESLA Multi-beam Klystron Multi-beam klystrons (MBK) are klystrons with multiple electron beams, simply put, a number of single beam klystrons in parallel with common input and output cavities. Their other cavities and focusing systems can either be common or separate. Multi-beam klystrons are capable of delivering immense amounts of microwave power at lower beam voltages (typically 50 to 80%). This also leads to a shorter circuit length (typically 30 to 60%), as the electrons have a slower average speed. Another advantage of multi-beam klystrons is that they have much wider bandwidth. Multi-beam klystrons are either focused with magnetic fields, or with electrostatic focusing. Multi-beam klystrons achieve an efficiency of 60 to 80%. They are commonly used for accelerator applications. (In connection with the term multi-beam klystron, the klystrons with one beam only are called mono-beam klystron.) Figure 5: Half shell milled into a continuous casting for a Sheet-beam Klystron Figure 5: Half shell milled into a continuous casting sheet for a Sheet-beam Klystron Sheet-beam Klystron In the klystrons considered so far, the cross-section of the electron beam was round. They are also referred to as pencil-beam tubes. In a sheet-beam klystron, the electron beam is flat. This is achieved by a special shape of the electron gun. Sheet beam klystrons have beams of much lower current density. Since their cathode loading is much lighter, they can be expected to have a much longer life as well. They can also be constructed as Multi beam Klystron, e.g. by arranging two beams on top of each other to a Double Sheet-Beam Klystron (DSBK). The fabrication of a sheet-beam klystron is much simpler and requires considerably fewer parts. All cavity resonators, the drift space, and the collector are integrated (for example by milling) into a flat rod made of solid material. This rod and a mirrored rod are placed on top of each other. This creates the complete resonance structure of the sheet-beam klystron. Much more effective cooling is possible than available in the pencil-beam tube. Repeller Klystron with pickup loop cavity through holes Figure 6: Cavity resonator of the repeller klystron with pickup loop cavity through holes Figure 6: Cavity resonator of the repeller klystron Another tube based on velocity modulation, and used to generate microwave energy, is the reflex klystron (repeller klystron). The reflex klystron contains a reflector plate, referred to as the repeller, instead of the output cavity used in other types of klystrons. The electron beam is modulated as it was in the other types of klystrons by passing it through an oscillating resonant cavity but here the similarity ends. The feedback required to maintain oscillations within the cavity is obtained by reversing the beam and sending it back through the cavity. The electrons in the beam are velocity-modulated before the beam passes through the cavity the second time and will give up the energy required to maintain oscillations. The electron beam is turned around by a negatively charged electrode that repels the beam (“repeller”). This type of klystron oscillator is called a reflex klystron because of the reflex action of the electron beam. The cavity resonator must be flexible on at least one wall due to the tolerances of the tube manufacturer. There are no two identical reflex klystrons, even if they are manufactured in the same series. Each reflex klystron, therefore, has its own calibration protocol. grid room cavity Figure 7: circuit diagram with a repeller klystron grid room cavity Figure 7: circuit diagram with a repeller klystron Three power sources are required for reflex klystron operation: - filament power, - positive resonator voltage (often referred to as beam voltage) used to accelerate the electrons through the grid gap of the resonant cavity, and - negative repeller voltage used to turn the electron beam back. The electrons are focused into a beam by the electrostatic fields set up by the resonator potential (U2) in the tube. The reflector voltage must be adjusted so that the bunching is at a maximum as the electron beam re-enters the resonant cavity, thus ensuring a maximum of energy is transferred from the electron beam to the RF oscillations in the cavity. The voltage may be varied slightly from the optimum value, which results in a slightly variation in frequency (about 1 percent), but also in loss of output power. Applications Figure 8: Repeller klystron K-806 Figure 8: Repeller klystron K-806 Klystrons have a wide range of applications in high-frequency technology, as the performance achievable with klystrons cannot be achieved with semiconductor components. Therefore, the low reliability of vacuum tubes is accepted. - Klystrons are used in weather radars, as the use of intrapulse modulated transmitters is problematic there. - Klystrons are used in accelerators in research. Elementary particles can be accelerated with the help of high-frequency electromagnetic fields. However, this requires huge high-frequency powers of the order of 250 klystrons, each of them operates in the megawatt range. These klystrons operate in the frequency range from about 200 MHz (which requires quite large resonators) to the S and X-Bands. - large klystrons are used in terrestrial television transmitters in the UHF range. - smaller repeller klystrons (as shown in Figure 8) have been used as stable local oscillators in measuring amplifiers and receivers because they can be easily tuned in frequency in a small range. - Applications of W-Band klystrons are currently the subject of laboratory research. The high precision of cavity resonators in the range of 2 to 3 microns requires new manufacturing processes that are otherwise used in the semiconductor industry. This process is called LIGA and is a combination of deep-etch lithography and electroforming.
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1 11.1 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 17.1 18.1 19.1 20.1 21.1 22.1 23.1 24.1 25.1 26.1 27.1 28.1 29.1 30.1 31.1 32.1 33.1 34.1 35.1 36.1 37.1 38.1 39.1 40.1 41.1 42.1 43.1 44.1 45.1 46.1 47.1 48.1 49.1 50.1 51.1 52.1 53.1 54.1 55.1 56.1 57.1 58.1 59.1 60.1 61.1 62.1 63.1 64.1 65.1 66.1 67.1 68.1 69.1 70.1 71.1 72.1 73.1 74.1 75.1 76.1 77.1 78.1 79.1 80.1 81.1 82.1 83.1 84.1
Klistron Resim 1: İngiliz Electric Valve Co Ltd. firmasının NSN 662-5861 tipi klistronu (OSTRON firmasının izniyle) Resim 1: İngiliz Electric Valve Co Ltd. firmasının NSN 662-5861 tipi klistronu (OSTRON firmasının izniyle) Klistron nedir? Klistron Klistron mikrodalga bölgesi için geliştirilmiş yüksek güç tüpleridir. Bunlar radar aygıtlarında yükselteç ya da osilatör olarak kullanılan hız modülasyonlu elektron tüpleridir. Bir klistron, bir yüksek frekanslı salınımı yükseltmek için elektronların kinetik enerjisini kullanır. Bir klistronun içinde elektron demetindeki elektronların hızı değiştirilerek geçiş zamanı etkisi (transit time effect) kullanılır. Bir manyetik alanın görevi yalnızca bir elektron demetini tüm demet boyunca odaklamaktır. Bu manyetik alan elektron demetine paralel olarak konumlanmıştır, bu nedenle klistron da Doğrusal Demetli Tüpler sınıfında yer alır. Klistron, tüpün uzun ekseninin çevresinde yer alan ve ilaveten statik elektrik alanını modüle eden, bir ya da daha fazla sayıda kovuklu çınlayıcıya sahiptir. Klistronlar tipik olarak tek bir sabit frekansta çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Frekansın değeri, çınlama hacimlerinde mekanik şekil değişikleri yapılarak dar sınırlar içerisinde ayarlanabilir. Klistronlar, kovuklu çınlayıcı sayısına bağlı olarak iki- odacıklı klistron, çok- odacıklı klistron ya da yansımalı klistron olabilir. Birkaç on megavata varan olası çıkış gücü ile yükseltici olarak kullanılan klistronların kazanç katsayısı çok yüksek (bazen 60 dB den daha fazla) olabilir. Ancak klistronlar çınlayıcı bileşenleri kullandıklarında bant genişlikleri sınırlıdır (genellikle % 2 den az). Yüz kilovolt seviyesinde yüksek besleme gerilimine ihtiyaç duyarlar. Vakum tüplerinde de beklendiği gibi ortalama arıza süreleri 5 000 ila 75 000 çalışma saati arasındadır. İki-odacıklı klistron İki-odacıklı klistron, esas olarak askeri radar aygıtlarında yükselteç tüpü olarak kullanılır. Eğer, yüksek frekans ikinci kovuklu çınlayıcıdan birinci çınlayıcıya eşeksenel kablo veya dalga kılavuzu ile tekrardan besleniyorsa osilatör olarakta kullanılır. Bununla birlikte, bu bağlantının hassas tanımlanmış bir gecikmeye sahip olması gerekir, böylece kovuklu çınlayıcılardaki salınımlar birbirlerine göre aynı faza sahip olurlar ve sonuçta pozitif bir geri besleme meydana gelir. Ancak, bir frekans değişimi sırasında her bir kovuklu çınlayıcının tınlaşım frekansının ve keza geri besleme hattının, faz kaymasının mekanik olarak ayarlanması gerekmesi nedeniyle, bir klistron osilatör olarak kullanımı pratik değildir. Bu gibi durumlarda bir yansımalı klistron daha uygundur. Yapısı Bir klistronun mekanik boyutunu kovuklu çınlayıcıların boyutu belirler. İki-odacıklı klistron; bir elektron tabancası, iki kovuklu çınlayıcı, elektron demetini odaklayan bir mıknatıs sistemi ve toplayıcıdan meydana gelir. Yüksek güçlere ulaşabilmek için elektron tabancasının çok sayıda elektron yayması gerekir. İki-odacıklı bir klistron, elektrik alanını modüle eden tüp ekseni etrafında yer alan iki adet kovuklu çınlayıcı kullanır. Bu boşlukların ortasında elektron demetinin geçmesine izin veren bir ızgara veya delik düzeni bulunur. Yükseltilecek işareti kapan birinci kovuğa kontrol çınlayıcısı (buncher) denilir. Yükseltilmiş işareti alan ikinci kovuğa ise yakalayıcı (catcher) denilir. Kovuklu çınlayıcılar arasındaki bölge "sürüklenme alanı" (drift space) veya "etkileşim alanı" (interaction space) olarak adlandırılır. Toplayıcı, elektron demetinin kalan enerjisini soğurur ve onu ısıya dönüştürür. modülasyonu çınlayıcısı çınlayıcısı halkası Resim 2: Bir klistronun çalışma prensibi modülasyonu çınlayıcısı çınlayıcısı halkası Resim 2: Bir klistronun çalışma prensibi modülasyonu çınlayıcısı çınlayıcısı halkası Resim 2: Bir klistronun çalışma prensibi (etkileşimli resim) Çalışma prensibi Toplayıcı toprak klemensine bağlıdır. Buna karşılık, katot ve anot, demet gerilimi denilen birkaç yüz kilovoltu bulan bir gerilime ulaşır, bu yüzden toplayıcı X-ışın paraziti yayar ve tehlike yaratmaması için kurşunla kaplanması gerekir. Katottan yayılan elektronlar kontrol çınlayıcısına varmadan önce anot ve katot arasındaki bölgede yüksek DC geriliminin etkisi altında eşit bir hıza kavuşacak şekilde hızlanırlar. Kontrol çınlayıcısı tarafından kapılan işaret bir ilave yerel elektrik alanı meydana getirir. Elektrik alanının yönü kontrol çınlayıcısındaki işaretin frekansı ile değişir. Bu değişiklikler dönüşümlü olarak elektron demetindeki elektronları hızlandırır ve geciktirirler. Kontrol çınlayıcısını işaret geriliminin sıfır noktasında geçen elektronlar, aynı hızda geçerler; burayı, işaret geriliminin pozitif yarı dalgasında geçenler hızlanırlar; negatif yarı dalgasında geçenler ise frenlerler. Sürüklenme bölgesindeki elektronların bu hız değişikliğine Hız Modülasyonu denilir. Hızlı elektronlar, daha yavaş elektronları yakalarlar. Bu noktada, elektronlar birikir ve bir yoğunluk modülasyonu meydana gelir. İkinci kovuklu çınlayıcının (yükseltme çınlayıcısı) işlevi elektron demetinde var olan kinetik enerjiyi sağmaktır. Yükseltme çınlayıcısı elektron demetinin ekseni boyunca yoğunluk modülasyonun bir en büyük değer aldığı yere yerleştirilir. Bu konum, demetlerin kovukları özgün tınlaşım frekansındaki geçiş süresi ile belirlenir. Elektronlar daha sonra yükselme çınlayıcısını daha düşük hızda terk eder ve toplayıcıya ulaşır. Toplayıcıda, bu elektronlardan kalan enerji ısı enerjisine dönüştürülür. Toplayıcı, herhangi bir elektronun etkileşim bölgesine yansıyarak geri dönememesi için sıkça çok karmaşık bir içyapıyla tasarlanır. Teknik veriler Bir iki-odacıklı klistronun verimliliği, klistrona (DC-gerilim olarak) beslenen gücün, elde edilen yüksek frekanslı çıkış gücüne oranıdır. Bir iki-odacıklı klistronda bu değer yaklaşık % 40 kadardır. Kayıplar, elektronların ideal olmayan yoğunluğundan ve toplayıcıda ısıya dönüştürülen geriye kalan enerjiden kaynaklanır. Ortalama çıkış gücü 500 kW ve darbe gücü 30 MW a kadar ulaşabilir. 30 dB e kadar bir güç kazancı elde edilebilir. Resim 3: Çok- odacıklı bir klistronun yapısı Resim 3: Çok- odacıklı bir klistronun yapısı Çok-odacıklı klistron Klistronların kazancı, gücü ve verimliliği, bir iki-odacıklı klistronun kovuklu çınlayıcının giriş- ve çıkış çınlayıcısı arasına odacık ilaveleri yapılarak bir hayli iyileştirilebilir. İlave kovuklu çınlayıcılar elektron demetine ilave hız modülasyonu sağlar ve çıkış gücünü arttırır. Elektron demetindeki elektron paketleri daha belirgin şekilde ayrışır. Çok-odacıklı klistronlar, tüplerin kazancını ya da bant genişliğini arttırmak için kullanılabilirler. Bunlar, böylece % 8 i bulan (hatta daha düşük kazançlarda bile) daha büyük bant genişliği elde etmek için sıkça tınlaşım ayarı hafifçe kaçmış kovuklu çınlayıcılarla çalıştırılırlar. Bir yeni kavram, Kladistron („adiabatisches Klystron” kelimelerinden türetilmiş) çok sayıda kovuklu çınlayıcıya sahip (geleneksel klistronun iki katı) yüksek güçlü klistronları ifade eder. Ancak bu tür kladistronlar radar aygıtlarında kullanılmazlar. Resim 4: TESLA firmasının 8-elektron tabancalı, çok-demetli bir klistronunun kesiti Çok-demetli klistronlar Çok-demetli klistronlar, basit bir anlatımla, her bir elektron demeti paralel çalışan, ortak giriş- ve çıkış çınlayıcı kullanan bir dizi klistrondur. Diğer kovuklu çınlayıcılar ve odaklandırma sistemleri ortak ya da ayrı olabilir. Çok-demetli klistronlar yüksek frekanslı gücü, düşük DC-gerilimlerde (tipik % 50 ila 80 arasında) sağlayabilir. Bunların, elektronların düşük ortalama hızları nedeniyle de devre uzunlukları daha kısadır (tipik % 30 ila 60 arasında). Çok-demetli klistronların bir diğer üstünlüğü de, daha büyük bir bant genişliğine sahip olmalarıdır. Çok-demetli klistronlar ya manyetik ya da elektrostatik olarak odaklanırlar. Çok demetli klistronların verimliliği % 60 ila 80 e ulaşmaktadır. Bunlar çoğunlukla parçacık hızlandırıcılarındaki araştırmalarda kullanılırlar (Çok-demetli klistron terimi bağlamında, sadece bir elektron demeti olan klistronlara tek-demetli klistron denir). Resim 5: Sürekli döküm plaka freze edilerek üretilen bir plaka-demet klistronun yarısı Resim 5: Sürekli döküm plaka freze edilerek üretilen bir plaka-demet klistronun yarısı Plaka-demetli klistron Şimdiye kadar bahsedilen klistronlardaki elektron demetinin kesiti yuvarlak idi. Bu klistronlara kalem-demetli tüplerde denmektedir. Buna karşılık bir plaka-demetli klistronun kesiti yassıdır. Bu biçim elektron tabancasının bir özel yapısı ile sağlanmaktadır. Plaka-demetli klistronun demetlerinin akım yoğunluğu bir hayli azdır. Katodun yükü oldukça düşüktür ve beklenen çalışma ömrü de çok daha uzundur. Bunlar, iki adet yassı elektron demetini bir tüp içine üst üste yerleştirerek çok-demetli klistron (Double-sheet Beam Klystron, DSBK) olarakta tasarlanabilir. Bir plaka-demetli klistronun üretimi çok basittir ve çok daha az sayıda parça gerektirir. Yekpare bir yassı çubuk malzeme işlenerek (örneğin frezeleyerek) kovuklu çınlayıcılar, sürüklenme hacmi ve toplayıcının tamamı bir gövde içinde toplanır. Bu çubuğun ayrıca simetriği (aynalanmış biçimi) üretilir ve diğer yapının üstüne yerleştirilir. Her ikisi birlikte plaka-demet klistronun tüm tınlaşım yapısını meydana getirir. Bu tür klistronlarda klasik klistronlara göre çok daha etkili bir soğutma yapmak mümkündür. Yansımalı klistron eşeksenel kablo çınlayıcı geçiyorlar Resim 6: Yansımalı klistronun kovuklu çınlayıcısı eşeksenel kablo çınlayıcı geçiyorlar Resim 6: Yansımalı klistronun kovuklu çınlayıcısı Sıkça yüksek frekans osilatörü olarak kullanılan bir diğer hız modülasyon tüpü ise Yansımalı Klistrondur (reflex klystron). Yansımalı klistronlarda, çok-odacıklı klistronlarda kullanılan toplayıcıların yerine, itici olarakta adlandırılan, negatif yüklü bir yansıtıcı plaka kullanılır. Elektron demeti, kendi özgün frekansıyla salınan bir çınlayıcıda hızı bilinen bir şekilde modüle edilir. Sönmemiş bir salınım için gerekli geri besleme, hız modülasyonu ile ortaya çıkan elektron demetlerinin, negatif yansıtıcı plakadan, enerjilerini yeniden bıraktıkları kovuklu çınlayıcıya geri gönderilmeleri ile gerçekleşir. Bu negatif yüklü plakaya İngilizce yayınlarda „repeller” denilmektedir. Elektron demetinin yansımasından esinlenerek bu tip klistron osilalatöre „Yansımalı Klistron” adı verilmiştir. Tüpün üretim toleransları nedeniyle, kovuklu çınlayıcının en azından bir duvarının esnek olması gerekir. Aynı seri üretim ürünü olsa bile, hiçbir yansımalı klistron birbirinin aynı değildir. Bu nedenle her yansımalı klistronun kendisine özgü bir ölçümleme protokolü (calibration protocol) vardır. anodu hacmi çınlayıcı Resim 7: Yansımalı klistron devresi anodu hacmi çınlayıcı Resim 7: Yansımalı klistron devresi Yansımalı klistronun çalışması için üç gerilim kaynağı gereklidir: - Isıtma gerilimi - kovuklu çınlayıcıda elektron demetlerinin hızlandırılması için pozitif anot gerilimi (sıkça demet gerilimi olarakta adlandırılır) ve - yansıtıcı plakada elektron demetlerini kovuklu çınlayıcıya yansıtmak için negatif gerilim. Elektronların bir keskin demete odaklanması, benzeri şekilde, tüpün içinde pozitif çınlayıcı gerilimi ile yaratılan elektrostatik alanla gerçekleşir. Elektron demetinin nispeten kısa boyu nedeniyle bu keskinlik ayarında bir sıkıntı oluşmaz. Yansıtıcıdaki negatif gerilim, elektronların hız modülasyonları sonucu meydana gelen demetin kovuklu çınlayıcıya tekrardan isabet ettiği nokta bir en büyük değer olacak şekilde ayarlanmalıdır. O zaman elektron demetinden kovuklu çınlayıcıdaki YF-salınıma en büyük miktarda enerji aktarılır. Bu gerilim, en uygun değerinden kolayca sapabilir ve çıkış gücünün azalmasına neden olan bir hafif frekans değişikliği (% 1 ila 2 arasında) meydana gelir. Bu durum, tüpleri alıcı devrelerinde, özellikle frekans ayarlamak için osilatör olarak kullanılmaya çok uygun hale getirmiştir. Kullanım yerleri Resim 8: Bir ölçü aygıtındaki K-806 yansımalı klistron Resim 8: Bir ölçü aygıtındaki K-806 yansımalı klistron Klistronlar yüksek frekans teknolojisinde geniş bir uygulama alanına sahiptir, çünkü klistronlarla ulaşılabilen güçler yarıiletken aygıtlarla elde edilememektedir. Bu nedenle, vakum tüplerinin bozulma olasılığının yüksek olduğu kabul edilir. - Klistronlar, darbe-içi modülasyonlu göndericilerin sorun yarattığı meteoroloji radarlarında kullanılırlar. - Klistronlar, parça hızlandırıcı araştırmalarında kullanılırlar. Temel parçacıklar (elementary particles) yüksek frekanslı alanlar tarafından hızlandırılabilirler. Ancak bu, her biri megavat mertebesine çalışan 250 adetlik bir büyük klistron grubunu gerektirir. Bu klistronlar (oldukça büyük çınlayıcılar gerektiren) S- ve X-bandına kadarki 200 MHz lik frekans bölgesinde çalışırlar. - Büyük çok-odacıklı klistronlar UHF-bölgesindeki karasal televizyon vericilerin göndericilerinde kullanılır. - Daha küçük yansımalı klistronlar (örneğin Resim 8 deki) ölçüm yükselteçlerinde ve alıcılarda frekansının dar bir bölgede ayarlanabilmesi nedeniyle bir kararlı yerel osilatör olarak kullanılırlar. - W-bandındaki klistronların uygulamaları günümüzde laboratuvar araştırmaların konusudur. Kovuklu çınlayıcıların 2 ila 3 mikro metre gibi yüksek duyarlılığı, yarıiletken teknolojisinde kullanılmakta olan yeni üretim tekniklerini gerektirir. Bu yönteme LIGA (Almancası: Lithographie, Galvanik und Abformung) denmektedir ve bir fotolitografik işlemdir.