新未名空间

如果你对雷达技术感兴趣，这儿有一个非常好的网站。

https://www.radartutorial.eu/index.en.html

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Christian Wolff
freelanced radar engineer

branch office:
Dora-Koch-Stetter-Weg 22
18055 Rostock

Josefine-Clouth-Straße 14
50733 Cologne
(Germany)

Mail: info[at]radartutorial[dot]eu
Tel.: +49 221 98655020


Dipl. Ing. (FH) Christian Wolff

born 1955 in Berlin,
studied radar technology from 1973 until 1976 at the Air Force Officer Academy in Kamenz, (former GDR, East Germany).
Last rank Captain in the NVA (National Peoples Army of the GDR), head of of various long-range radar sets;
After reunification, joined the German Air Force (Bundeswehr) in 1991 with the rank Master Sergeant, Engineering Consultant in a repair unit of the German Air Force;
retired in 2008 as Senior Master Sergeant;
Since 1997, this web site serves trainees and instructors as a free study aid in the field of radar technologies.
The engineering consultant Christian Wolff develops radar systems and application-oriented components in the frequency range between 1 GHz and 25 GHz for pedagogical purposes. The development covers the The development covers the design and construction of the overall concept and the optimization of the system. If possible, there are to use standard components to keep the price of the whole system as low as possible.

Christian Wolff is an instructor for international basic radar courses.

“To love what you do and feel what it matters -
how could anything be more fun?” Katherine Graham

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update 05/10/2023：在写后续几篇回贴时，我觉得网站https://www.eeeguide.com/category/elect ... -circuits/也很好。至少对我写帖来说，里面的图片可以直接引用而不丢失内容。前面第一个网站里面的图片引用起来没有标注，只好去那网页看才有标注.

电子管是很有意思的器件。这是因为电子管里面使用真空中的电子，其物理比较简单，物理本科学生就可以理解其原理，且可以定量。

而半导体里面就比较复杂。即使放在本科物理教材里面，也只能定性，不容易定量。

Klystron原理。klyzo是希腊语“浪拍岸”。Klystron是一种velocity-modulated tube（速调管）。速调表示电子速度受到调制。网上有人误为“调速管”

Buncher cavity在电子前进路径上加上交变轴向电压，这样高速轴向运动的电子速度受到输入电压调制，有快有慢。快的追上慢的，逐渐就形成一坨一坨的电子聚集（bunches）。然后catcher cavity在这个电子bunches的驱动下取得放大后的微波能量。

这个图没有标注。有标注的在网页里：https://www.radartutorial.eu/08.transmi ... on.en.html



别处的一个图：

首楼网站里面，速度调制电子管总入口：
https://www.radartutorial.eu/18.explana ... 19.en.html

所谓速度调制电子管，是相对于密度调制电子管而言。密度调制电子管就是普通的三极管，四极管，五级管，七级管之类，在密度调制电子管里，电子流的密度依靠栅极来调制通过栅极的电子的数量而达成的。

而速度调制电子管里，受到调制的是电子速度，不是电子的数量。当然速度调制后，电子流的局部密度也会发生变化。

中文里面把klystron称为速调管，这翻译有点错了。Klystron只是速调管的一种，而速调管也包括很多种别的电子管，例如磁控管也是一种速调管。所以klystron也应该有自己的中文名字，不妨称为“纵波管”。（希腊语klyzo是klystron的来由。“浪涌”看着不错，但是在电子学里面已经用在“surge”的翻译上了，代表突如其来突然的现象，这和klystron里面稳定的电子速度涨落不同。“海浪管”或许也可以。“波浪管”，“浪管”好像已经被人用于波纹管（带波纹的flexible管道）。我5月10日晚上突然发现，介质里面的纵波，也有类似这种klystron里面的局部聚集现象。所以从今天开始我把klystron翻译为“纵波管”）。

反射式klystro：没有第二个谐振腔，也没有electron collector，在其位置上设置一个带负电的反射极，把冲过来的电子全部反射回去，且被第一个谐振腔的远离阴极的一面（远端的壁）吸收。

原理不是双腔或者多腔klystron那样的快速电子追上慢速的；而是利用了这个原理：电子被反射回去时慢速电子冲不远就被反射回去，而快速电子冲得远才被反射回去，这样它们返回到达第一个谐振腔远端壁的时间差不多，造成聚集效应。

中国共产党未命空间党小组 写了： 2023年 5月 5日 10:06 在东德当上尉的工学博士
在西德只能以士官退休

这还是技术干部，如果是东德军队的军事干部 估计根本没有在西德军队的位置 。 都是退役自谋生路

比乌克兰的核物理学家被抓壮丁到前线送命，不知道好了多少倍。

多腔klystron:

中间的谐振腔可以帮助调制电子速度，提高功率。也可以用于增加带宽。



网站https://www.eeeguide.com/multicavity-klystron/里面对多腔klystron的描述：

请翻译时把"klystron"翻译为“纵波管”，把"bunching"翻译为"聚集"，再翻译一次。
ChatGPT：
多腔纵波管放大器：
在两腔纵波管中，电子的聚集过程远未完成，因为在脉冲之间有大量的相位不同的电子到达接收腔。因此，实际的纵波管放大器中总是采用多于两个腔。图11-6所示的纵波管放大器原理图中显示了四个腔，实际应用中最多可使用七个腔。部分聚集的电流脉冲还会激发中间腔的振荡，这些腔随之产生的间隙电压有助于更完全的电子聚集。额外的腔大大提高了效率和功率增益。这些腔可以调谐到相同的频率，这种同步调谐适用于窄带操作。对于宽带工作，例如将UHF纵波管用作电视发射管，或者将6 GHz管用作卫星站发射机的功率放大器，采用交错调谐。在这种情况下，中间腔调谐到中心频率的两侧，极大地提高了带宽。值得注意的是，腔的Q值非常高，所以对于带宽超过1%的情况，交错调谐是必不可少的。

如果从多腔纵波管(klystron)出发，到达多腔磁控管(cavity magnetron)是一个自然而然的过程，只需要把电子束的路径用磁场弯曲，直到它自己和自己首尾相接。发明多腔磁控管的人是不是受到多腔klystron的启发，这我没有去考察。对我来说，这个过程是很自然的，就像历史中大多数别的发明一样，横空出世的是非常少见的，一般都有清晰的发展脉络。

那些用中文写科学史的人，他们喜欢用“横空出世”，“石破天惊”这样的大词达到惊悚的阅读效果。但是对科学史形成这样的印象，不利于读者形成对研究科学和技术研究的正确态度。这会阻碍他们自己的研究。

网站https://www.eeeguide.com/cavity-magnetron-working/显示的多腔磁控管：

注意磁控管里有磁场，在此图上磁场方向是垂直于纸面或者屏幕。

有了上面的认识，磁控管的工作原理就很简单易懂了。阴极发射出电子，电子在阳极电压驱动下往阳极运动，然而因为磁场的存在，电子路径会发生弯曲。我们控制磁控管的设计和运行参数，使得这些电子绕着阴极转多圈最后落于阳极。这样的运动路径就把磁控管类似成一个环起来的纵波管(klystron)。后面就不需要我多说了。

行波管：
行波管(traveling wave tube)，是这样一个真空电子管：

把纵波管(klystron)的两个腔体去除，换成螺旋线。微波沿着螺旋线运动，在管子轴向看来，微波传播速度降低了，可以低到管子中心运动的电子束的速度。螺旋线一开始向电子束提供能量让电子束形成速度调制，这样电子束可以像在电场的“海波”上冲浪一样前进，形成电子聚集效应。而后半部螺旋线从电子束提取能量，得到放大后的微波能量。从这儿看，我觉得行波管不妨称为“冲浪管”。这很贴切。但是行波管中英文对应得很好，而且行波管和纵波管（这个纵波管klystron的中文翻译是我发明的）也有很好的对应，就和古诗里面对仗一样。所以我还是先收藏起“冲浪管”这个名词以备不时之需。

klystron，纵波管
traveling wave tube，行波管。
纵看着类似列，行（xing）看着类似行（hang)。不明就里的人还以为是行、列波管这样的对仗呢。（列波管？谁提出的列波管）

行波管的螺旋线还可以改为别的东西。例如多腔纵波管里面的多个谐振腔。纵波管里面的多个谐振腔，也可以看出是降低波速的装置。这样行波管和多腔纵波管，还有多腔磁控管，都联系起来了。多腔磁控管可以看成是用磁场卷曲起来的环形纵波管(klystron)；它也可以看成是用磁场卷曲起来的、采用谐振腔为慢波装置的环形行波管。

马斯克说，如果你刚学到的东西不能和以前你已知的东西联系起来，那么你就记不住。我引用名人言论不是想要增加我说的话的分量，而是我想正确地credit人们的贡献。

还有许多别的有趣的电子管。cyclotron，gyrotron，等等，还有很多我没见过的名字的电子管。我手头就有：各种密度调制电子管（就是简单的三极管四极管五级管等等啦）；显像管；示波管；磁控管（微波炉里面拆出来的，里面含铍，别砸碎了吸入）。我还有一根氦氖激光器，也算是电子管吧。

它们比半导体器件更让我着迷。因为，我除了是一个业余电子工程师，我还是一个业余物理学家。电子管的物理正好和我的水平匹配。半导体的物理太麻烦，我处理不了，干脆不碰。

中国共产党未命空间党小组 写了： 2023年 5月 5日 10:06 在东德当上尉的工学博士
在西德只能以士官退休

这还是技术干部，如果是东德军队的军事干部 估计根本没有在西德军队的位置 。 都是退役自谋生路

欧洲的博士，木有中国那种“地位” 在小公司做engineer的也比比皆是
不像自以为弄了个哈弗勃士，就要如何如何，叫心比天高，命比纸薄

中国共产党未命空间党小组 写了： 2023年 5月 11日 06:18 你知道在军队里 士官是个什么概念吗?
士官是士兵那一级的

有高等学历的在军队肯定是军官待遇啊，哪国军队都这样。

美国上过大学的加入军队都是军官 比如尉官。

我这里说军队啊 你谈什么公司啊?
士兵在军队里地位 相当于血汗工厂的工人在公司的地位。

战时，教授博士做士兵的比比皆是， 著名数学家都守战壕的，有的后来得炸药奖的物理学家，也是小兵，人家没有“学而优则仕”的概念好不好

中国共产党未命空间党小组 写了： 2023年 5月 11日 04:52 我补充一句啊 磁控管不是放大设备， 磁控管是高功率微波震荡器。

而且里面的电子轨迹是在缝隙处 蹦来蹦去 这样才起震了。

是的，多腔磁控管相当于一个首尾相接的多腔纵波管。首尾相接就形成反馈，使得它成为一个振荡器。

磁控管放大器：当然，打破这个反馈就能做成放大器。选择一个腔体做输入，旁边一个腔体做输出。把两者之间的直接电子路径隔断，绕阴极一圈的路径保留。这样就得到了一个磁控管做放大器。这是前人发明的，不是我发明的。