Un tubo de onda progresiva (en inglés, Traveling-Wave Tube o TWT) es un dispositivo electrónico usado para amplificar señales de radio frecuencia (RF) mediante un montaje electrónico llamado amplificador de tubo de onda progresiva (TWTA).
Los TWT pueden ser de banda estrecha o de banda ancha, siendo estos últimos los más comunes. El rango de frecuencias se encuentra comprendido entre los 300 MHz hasta los 50 GHz. La ganancia de tensión del tubo puede llegar hasta los 70 decibelios.
Ilustración de una hélice de un TWT. (1) Cañón electrónico (cátodo); (2) Entrada de RF; (3) Imanes; (4) Atenuador; (5) Bobina de hélice; (6) Salida de RF; (7) Tubo de vacío; (8) Colector (ánodo)
Descripción y construcción
El dispositivo consta de un tubo de vacío alargado con un cañón electrónico (cátodo emisor de electrones). En el cañón, los electrones viajan desde el cátodo caliente hacia el ánodo (efecto Edison). Alrededor del tubo, un campo magnético de contención concentra los electrones en un haz. El haz llega al centro de un circuito de RF (siendo una cavidad acoplada o espiral), que se extiende desde la entrada de RF hasta la salida de RF. El haz pasa luego al terminal colector. Un acoplador direccional, que puede ser una guía de onda o una bobina electromagnética (EM), es alimentado con la señal de baja potencia que se va a amplificar. El acoplador direccional se coloca cerca del emisor, induciendo corriente en la hélice.
El circuito de RF actúa como una línea de retardo en la que la señal de RF viaja casi a la misma velocidad a lo largo del tubo que el haz electrónico. El campo EM generado por la señal de RF en el circuito de RF, actúa sobre el haz electrónico, causando el agrupamiento de los electrones (efecto llamado modulación de la velocidad). El campo EM generado por la corriente del haz induce de nuevo más corriente sobre el circuito de RF. Se acumula entonces la corriente, amplificándose cada vez más.
Un segundo acoplador direccional, colocado cerca del colector, recibe una amplificación de la señal de entrada desde el otro extremo del circuito de RF. Los atenuadores que se encuentran a lo largo del circuito de RF evitan que la onda reflejada vuelva atrás hacia el extremo colector.
Invención y desarrollo
El diseño original y el prototipo del TWT fue hecho por el ruso Andrew Vasily Haeff hacia 1931 mientras trabajaba como estudiante de doctorado en el Laboratorio de Radiación Kellogg en Caltech. Su patente original, «Device for and Method of Controlling High Frequency Currents» [Dispositivo y Método para control de corrientes de alta frecuencia], fue solicitada en 1933 y concedida en 1936.[1][2]
La invención del TWT se atribuye a menudo a Rudolf Kompfner y la fecha es situada entre 1942 y 1943. También el ingeniero e inventor estadounidense Nils Lindenblad, quien trabajaba en Radio Corporation of America (RCA) presentó una patente para un dispositivo similar el día 04 de mayo de 1940[3] que era notablemente similar al dispositivo de Kompfner.[4]: 2 Ambos dispositivos eran mejoras sobre el diseño original de Haeff ya que ambos utilizaron el entonces recién inventado cañón de precisión de electrones como fuente del haz de electrones y ambos dirigieron el haz hacia abajo, al centro de la hélice, en lugar de fuera de él.
De cualquier modo, Kompfner inventó de manera independiente el TWT, construyendo el primer dispositivo funcional en un laboratorio británico de radar durante la segunda guerra mundial. Su primer boceto del TWT data del 12 de noviembre de 1942, construyendo su primer tubo a principios de 1943. El TWT fue perfeccionado por Kompfner, John Pierce, y Lester M. Field en los laboratorios Bell.
Por la década de 1950, tras mayores desarrollos en el laboratorio de tubos electrónicos de Hughes Aircraft Company, en Culver City (California, Estados Unidos), los TWT empezaron a producirse en dicha empresa, y para la década de 1969, los TWT fueron producidos además por compañías como las británicas English Electric Valve Company y Ferranti International PLC, en la década de 1970.
El 10 de julio de 1962, el primer satélite de comunicaciones, Telstar 1, fue lanzado con un transpondedor RCA TWT de 2 W y 4 GHz, usado para transmitir señales de RF hacia la Tierra. Syncom 2, el primer satélite sincrónico (el Syncom 1 no alcanzó la órbita final), fue lanzado el 26 de julio de 1963 con dos grandes transpondedores TWT de 2 W y 1850 MHz (uno activo y otro de repuesto).
Referencias
«Patent US2064469: Device for and Method of Controlling High Frequency Currents» (en inglés). United States Patent Office. 15 de diciembre de 1936. Consultado el 11 de junio de 2017.
Copeland, Jack; Haeff, Andre A. (septiembre de 2015). «The True History of the Traveling Wave Tube». IEEE Spectrum: 38-43.
«Pantent US2300052: Electron discharge device system» (en inglés). United States Patent Office. 4 de mayo de 1940.Falta la |url= (ayuda); |fechaacceso= requiere |url= (ayuda)
Gilmour, A. S. (1994). Principles of traveling wave tubes. Artech House Radar Library. Boston: Artech House. pp. 2-3. ISBN978-0-890-06720-8.
Datos:Q1164091
Multimedia:Traveling-wave tubes / Q1164091
Enero 31, 2023
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Un tubo de onda progresiva en ingles Traveling Wave Tube o TWT es un dispositivo electronico usado para amplificar senales de radio frecuencia RF mediante un montaje electronico llamado amplificador de tubo de onda progresiva TWTA Los TWT pueden ser de banda estrecha o de banda ancha siendo estos ultimos los mas comunes El rango de frecuencias se encuentra comprendido entre los 300 MHz hasta los 50 GHz La ganancia de tension del tubo puede llegar hasta los 70 decibelios Ilustracion de una helice de un TWT 1 Canon electronico catodo 2 Entrada de RF 3 Imanes 4 Atenuador 5 Bobina de helice 6 Salida de RF 7 Tubo de vacio 8 Colector anodo Descripcion y construccion EditarEl dispositivo consta de un tubo de vacio alargado con un canon electronico catodo emisor de electrones En el canon los electrones viajan desde el catodo caliente hacia el anodo efecto Edison Alrededor del tubo un campo magnetico de contencion concentra los electrones en un haz El haz llega al centro de un circuito de RF siendo una cavidad acoplada o espiral que se extiende desde la entrada de RF hasta la salida de RF El haz pasa luego al terminal colector Un acoplador direccional que puede ser una guia de onda o una bobina electromagnetica EM es alimentado con la senal de baja potencia que se va a amplificar El acoplador direccional se coloca cerca del emisor induciendo corriente en la helice El circuito de RF actua como una linea de retardo en la que la senal de RF viaja casi a la misma velocidad a lo largo del tubo que el haz electronico El campo EM generado por la senal de RF en el circuito de RF actua sobre el haz electronico causando el agrupamiento de los electrones efecto llamado modulacion de la velocidad El campo EM generado por la corriente del haz induce de nuevo mas corriente sobre el circuito de RF Se acumula entonces la corriente amplificandose cada vez mas Un segundo acoplador direccional colocado cerca del colector recibe una amplificacion de la senal de entrada desde el otro extremo del circuito de RF Los atenuadores que se encuentran a lo largo del circuito de RF evitan que la onda reflejada vuelva atras hacia el extremo colector Invencion y desarrollo EditarEl diseno original y el prototipo del TWT fue hecho por el ruso Andrew Vasily Haeff hacia 1931 mientras trabajaba como estudiante de doctorado en el Laboratorio de Radiacion Kellogg en Caltech Su patente original Device for and Method of Controlling High Frequency Currents Dispositivo y Metodo para control de corrientes de alta frecuencia fue solicitada en 1933 y concedida en 1936 1 2 La invencion del TWT se atribuye a menudo a Rudolf Kompfner y la fecha es situada entre 1942 y 1943 Tambien el ingeniero e inventor estadounidense Nils Lindenblad quien trabajaba en Radio Corporation of America RCA presento una patente para un dispositivo similar el dia 04 de mayo de 1940 3 que era notablemente similar al dispositivo de Kompfner 4 2 Ambos dispositivos eran mejoras sobre el diseno original de Haeff ya que ambos utilizaron el entonces recien inventado canon de precision de electrones como fuente del haz de electrones y ambos dirigieron el haz hacia abajo al centro de la helice en lugar de fuera de el De cualquier modo Kompfner invento de manera independiente el TWT construyendo el primer dispositivo funcional en un laboratorio britanico de radar durante la segunda guerra mundial Su primer boceto del TWT data del 12 de noviembre de 1942 construyendo su primer tubo a principios de 1943 El TWT fue perfeccionado por Kompfner John Pierce y Lester M Field en los laboratorios Bell Por la decada de 1950 tras mayores desarrollos en el laboratorio de tubos electronicos de Hughes Aircraft Company en Culver City California Estados Unidos los TWT empezaron a producirse en dicha empresa y para la decada de 1969 los TWT fueron producidos ademas por companias como las britanicas English Electric Valve Company y Ferranti International PLC en la decada de 1970 El 10 de julio de 1962 el primer satelite de comunicaciones Telstar 1 fue lanzado con un transpondedor RCA TWT de 2 W y 4 GHz usado para transmitir senales de RF hacia la Tierra Syncom 2 el primer satelite sincronico el Syncom 1 no alcanzo la orbita final fue lanzado el 26 de julio de 1963 con dos grandes transpondedores TWT de 2 W y 1850 MHz uno activo y otro de repuesto Referencias Editar Patent US2064469 Device for and Method of Controlling High Frequency Currents en ingles United States Patent Office 15 de diciembre de 1936 Consultado el 11 de junio de 2017 Copeland Jack Haeff Andre A septiembre de 2015 The True History of the Traveling Wave Tube IEEE Spectrum 38 43 Pantent US2300052 Electron discharge device system en ingles United States Patent Office 4 de mayo de 1940 Falta la url ayuda fechaacceso requiere url ayuda Gilmour A S 1994 Principles of traveling wave tubes Artech House Radar Library Boston Artech House pp 2 3 ISBN 978 0 890 06720 8 Datos Q1164091 Multimedia Traveling wave tubes Q1164091 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Tubo de onda progresiva amp oldid 145208041, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,
