진행파 튜브: 먼 길을 가는 시대를 초월한 정밀도

이 기사를 공유하세요

진행파관이 무엇인지, 어떤 역할을 하는지, 어떻게 만들어지는지 아시나요? 새로운 비디오에서는 세계 선두 기업 탈레스가 수십 년에 걸쳐 개선해 온 이 경이로운 기술에 필요한 혁신, 기술 및 정밀성을 강조합니다.

모든 가전제품에 사용되는 반도체와 마이크로프로세서 칩 등 수십억 개의 고체 장치로 뒷받침되는 시대에 진공관에도 관심을 가져야 합니까? 짧은 대답은 '예'입니다. 왜냐하면 위성과 레이더에서 나오는 신호를 증폭시키는 이러한 복잡한 물체가 없다면 오늘날 우리가 여행, 업무, 여가를 위해 사용하는 많은 도구는 불가능하기 때문입니다.

간단히 말해서, 진공관은 입력 신호가 매우 약하고 출력이 높은 전력이 필요한 송신기의 필수적인 부분입니다. 작동하고 냉각을 유지하기 위해 많은 양의 에너지가 필요한 고체 장치는 특히 신호가 이동하는 데 필요한 엄청난 거리, 송신기가 작동하는 데 필요한 시간 및 사용 가능한 전력량을 고려할 때 이 역할을 수행할 수 없습니다. .

진행파관(TWT)으로 알려진 이 관에 대한 이야기는 거의 80년 전으로 거슬러 올라갑니다. 루돌프 콤프너(Rudolf Kompfner)가 제2차 세계대전 당시 영국 해군 레이더 연구소에서 수행한 연구였습니다. 그의 발명품은 광대역 마이크로파 신호를 증폭하여 무선 통신 범위를 크게 늘릴 수 있는 진공 전자관에 중점을 두었습니다.

전쟁이 끝난 직후, 당시 CSF로 알려졌던 Thales는 전문적인 TWT R&D 및 생산 센터를 설립하여 1970년대 우주 산업을 시작하는 데 도움이 될 레이더와 통신 시스템을 생산했습니다. 오늘날 Thales는 우주, 방위, 위성통신 시장을 위한 진행파관 공급업체의 세계 선두 기업입니다.

오늘날 위성으로 전송되는 대부분의 데이터는 탈레스 증폭기를 사용합니다. 수천 대의 Thales TWT가 1974년 이래로 궤도에 발사되어 9억 시간 이상 작동했습니다. 그들은 Exo Mars 임무에서 데이터를 전송하고 New Horizons 임무를 통해 태양계 가장자리에 있는 세계를 이해하는 데에도 도움을 주고 있습니다. 여기에서 TWT와 관련된 모든 임무에 대한 세부 정보를 확인할 수 있습니다.

70년 넘게 Thales의 여성과 남성은 가장 혹독한 환경에서도 지속되도록 설계된 뛰어난 제품을 통해 사람들을 연결하기 위해 물리학의 한계를 뛰어넘어 왔습니다. Vélizy, Thonon 및 Ulm에 있는 당사 현장에서는 엔지니어, 기술자 및 운영자가 60개 이상의 개별 기술에 걸쳐 탁월한 전문 지식을 공유합니다. 각 우주 임무의 성공과 우리 모두가 의존하는 통신이 튜브에 달려 있기 때문에 각 구성 요소는 매우 정밀하게 제작되고 테스트됩니다.

아래 비디오에서 모든 요소가 어떻게 결합되고 튜브가 어떻게 작동하는지 확인하십시오.

진행파 튜브는 데이터를 전송하기 위해 변조된 전자기파를 증폭합니다. 진공 봉투 내부에서 전자기파는 전자빔과 상호 작용합니다. 둘 다 거의 같은 속도로 이동하기 때문에 전자는 운동 에너지를 파동으로 전달하는데, 이 효과를 체렌코프 효과라고 합니다. 우리가 제공할 수 있는 가장 간단한 비유는 항공기가 음속 장벽 위로 약간 이동하여 음파 형태로 운동 에너지를 방출하는 것입니다.

전자파 증폭은 전자레인지부터 레이더, 위성에 이르기까지 다양한 응용 분야를 가능하게 합니다.

탈레스는 TWT의 선구자이자 혁신자로 널리 알려져 있습니다. 우리는 전기 효율과 열 성능을 결정적으로 향상시키기 위해 이 기술을 지속적으로 개발해 왔습니다. 마이크로파 주파수에서 TWT는 가까운 미래에 경쟁적인 고체 기술로는 도달할 수 없는 전기적 효율성을 제공합니다. 따라서 전기 장치 냉각이 어려울 수 있는 우주 응용 분야에 매우 매력적입니다.

어떻게 작동하나요?

전자빔은 가열된 음극에서 추출되어 TWT 건 내부의 정전기장에 의해 가속됩니다. 그런 다음 전자빔은 일반적으로 나선 구조인 느린 파동 구조로 주입된 전자기파와 상호 작용하며, 여기서 빔은 에너지의 약 30%를 방출합니다. 라인 끝에서 전자는 남은 운동 에너지의 상당 부분이 회수되어 시스템에 재주입되는 눌려진 수집기에서 여행을 마칩니다. 전자가 저항 저항 손실 없이 진공에서 이동한다는 사실은 총 효율이 10GHz 이상에서도 70% 이상으로 높은 이유를 설명합니다.