Klystron-Modulator

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Abb.2: Klystron-Modulatoren bei PETRA-III (2007).
Daten: Uma: 0-65 kV; Ima: -5 bis +5 mA; fmax ca. 150 Hz
Abb.3: Klystron-Modulator bei HERA (1990).
Daten: Uma: 5-50 kV; Ima: Uma/1Mohm; fmax ca. 100 Hz

Der Modulator steuert bei einem Klystronsender die Modulationsanode an. Über die Spannung zwischen Modulationsanode und Kathode kann der Klystronstrom und damit die HF-Ausgangsleistung des Klystrons nahezu leistungslos gesteuert werden. In Abb.1 ist die Beschaltung eines Klystrons skizziert und die Modulationsanodenspannung mit \( U_{MA}\) bezeichnet. Die Einheit von Klystronkathode bis Modulationsanode wird auch als Klystron-Kanone (engl.: klystron gun) bezeichnet. Prinzipiell handelt es sich bei dieser Konfiguration um eine Diode. Diese Diode hat lediglich die Besonderheit, dass die Anode ein Loch aufweist, damit der Kathodenstrahl zur HF-Modulation in die anschließende HF-Sektion gelangen kann. Nicht jedes Klystron weist eine Modulationsanode auf. Im Gegenteil. Klystrons mit Modulationsanode sind eher die Ausnahme. Bei Klystrons ohne Modulationsanode stellt der Röhrenkörper die Anode dar. Die technische Realisierung eines Klystronmodulators kann je nach Anwendungsfall (und Baujahr) sehr unterschiedlich ausfallen. Bei PETRA-III bestehen die Klystron-Modulatoren im Kern aus fernsteuerbaren HV-Schaltnetzteilen auf Halbleiterbasis Abb.2. Bei PETRA-II und HERA bestanden die Klystron-Modulatoren im Kern aus einer Leistungstretrodenschaltung Abb.3. Formeln Klystron.bmp
Abb.1: Beschaltung eines Klystrons mit Modulationsanode.
\(U_{K}\): Kathodenspannung; \(U_{MA}\): Modulationsanodenspannung; \(I_{K}\): Kathodenstrom; \(P_{Drive}\): Treiberleistung; \(P_{Out}\): HF-Ausgangsleistung.

Klystron-Modulator, PETRA.PNG HV-Raum & Klystrons (Ausschnitt).PNG