இயங்கலைக்குழல்கள் (Travelling wave tubes

இயங்கலைக்குழல்கள் - Travelling wave tubes (TWTs)

இயங்கலைக்குழல்கள் அகலப்பட்டை மிகப்பிகள் (wide-band amplifiers) ஆகும். இவை சிறந்த தாழிறைச்சல் (low noise) தன்மைகள் கொண்டுள்ளன. இரண்டு வகையான இயங்கலைக்குழல்கள் உள்ளன:

தாழ்த்திறன் இயங்கலைக்குழல்கள்: இவை பெறுவிகளில் (receivers) பயனாகின்றன. இவை அதிக உணர்திறன் கொண்டுள்ளன.

உயர்த்திறன் இயங்கலைக்குழல்கள்: இவை செலுத்திகளில் (transmitters) முன்மிகைப்பிகளாக (pre-amplifiers) பயனாகின்றன.

வெந்தி மற்றும் மின்னிழை (filament) எதிர்மின்வாய்க்கு அருகாமையில் உள்ளது. வெந்தி மற்றும் எதிர்மின்வாய் ஒரு எதிர்மின்னிப் பீச்சியாக (electron gun) செயல்படுகின்றன. வானலை உள்ளீடு இவை அருகாமையில் அமைக்கப்படுகிறது. ஏற்புவாய் (collector) வானலை வெளியீடு பக்கத்தில் அமைக்கப்படுகிறது. எதிர்மின்னிகள் எதிர்மின்வாயிலிருந்து பீச்சப்பட்டு ஏற்புவாயில் பெறப்படுகின்றன. வானலைக் குற்கை புரிசுருள் (helix coil) வழியாக பயணிக்கிறது. இந்த புரிசுருளைச் சுற்றி ஒரு காந்தம் அமைந்துள்ளது. வானலை உள்ளீடு மற்றும் வெளியீடு அலையடை திசைப்பிணைப்பிகள் (waveguide directional couplers) கொண்டு வரப்பட்டு எடுக்கப்படுகிறது.

காந்தம் ஒரு குழலின் அச்சுத் திசையில் (direction along axis) ஒரு காந்தப்புலத்தை ஏற்படுத்தி எதிர்மின்னிகளை ஒரு இறுக்கமான கற்றைக்குள் குவிக்கச்செய்கிறது. புரிசுருள் வானலைக் குறிகைகளுக்கு ஒரு குறைந்த மின்மறுப்பு பரப்புத்தடமாக (low-impedance transmission line) செயல்படுகிறது. எதிர்மின்வாயிலிருந்து பீச்சப்படும் எதிர்மின்னிகளில் கொத்தாதல் (bunching) ஏற்படுகிறது. இந்த கொத்தாதல் குழலின் தொடக்கத்திலேயே தொடங்கி குழலின் முடிவு வரை பெருகின்றது. கொத்தாதல் மூலம் எதிர்மின்னிகள் தன்னுடைய இயக்காற்றல் (kinetic energy) வானலைக் குறிகையிடம் இழக்கின்றன. எதிர்மின்னிகள் புரிசுருள் கடத்தியில் பாயும் வானலையைவிட வேகமாக இருக்கும் போது திசைவேகப் பண்பேற்றம் ஏற்பட்டு கொத்தாதல் ஏற்படுகிறது. இதனால் வானலை மிகைக்கப்படுகிறது. உயர்ந்த எதிர்மின்வாய் மின்னழுத்தம் தந்தால் மிகைப்பும் அதிகரிக்கும்.

ஒரு இயங்கலைக்குழலில் எதிர்மின்வாய் (Ek) எதிர்ம மின்னழுத்தத்தில் இயக்கப்படுகிறது. ஏற்புவாய்கள் மற்றும் வெந்தி மின்னழுத்தங்கள் எதிர்மின்வாயை மேற்கோளாக அமைக்கப்படுகின்றன. சோதனைத் தளவாடங்கள் நிலத்தை மேற்கொண்டு செயல்படுகின்றன.

இயங்கலைக்குழல்களின் நேரியல்மை (linearity) திண்மநிலை மிகைப்பிகளைவிட (solid state amplifiers) சிறந்தது. நேரியல்மையை கருதும்போது இருதொனி மூன்றாம் அடுக்கு வெட்டு (two-tone third order intercept) முறை கடைப்பிடிக்கப்படுகிறது. இயங்கலைக்குழல்களின் செயற்திறன் திண்மநிலை மிகைப்பிகளைவிட இருமடங்கு அதிகமாகும். பொதுவாக இயங்கலைக்குழல்கள் 50-60% செயற்திறன் கொண்டுள்ளன. திண்மநிலை மிகைப்பிகளில் இது 25-30% மட்டும் தான்.

பொதுவாக இயங்கலைக்குழல்கள் தெவிட்டல் நிலையில் (saturation) இயக்கப்படுகின்றன. அலைவெண் பண்பேற்றம் (பண்பலை/frequency modulation) பயனகங்களில் இயங்கலைக்குழல்கள் 53dBm (அல்லது 10^5.6=400W) மின்திறனில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. திண்மநிலை மிகைப்பிகள் 53dBm (அல்லது 10^5.3=200W) மட்டும் இயக்கப்படுகின்றன.

புதுப்பிப்பு காரிக்கிழமை, மடங்கல்-கன்னி 11; 2008