TWT Siemens RW 81 000401.
Made in Germany by Siemens D (Siemens & Halske). Tipo Travelling Wave Tube SHF/EHF.
Non rintracciabile negli inventari, il suo uso didattico probabilmente consisteva nel mostrarlo durante la spiegazione.
TWT a volte viene tradotto con “tubo a onda viaggiante o ad onda progressiva”.
Dimensioni: lunghezza 28 cm; diametro massimo 3 cm; diametro del tubo 1,1 cm.
Caratteristiche di cui disponiamo per ora: filamento: Vf = 6,3 V ; If = 0,8 A ; frequenza di lavoro da 5,8 a 6,4 (da 5,8 a 8,5) GHz; potenza max di uscita 10 (da 36 a 22) W; guadagno 40 dB. I valori tra parentesi risultano da fonte diversa.
La focalizzazione del fascio si otteneva con un magnete permanente esterno.
Il TWT è un amplificatore basato sull`interazione tra un fascio di elettroni emesso da un cannone elettronico e il campo elettromagnetico che si propaga lungo il tubo a velocità rallentata ad arte da un elica.
In fig. 12 si vedono i componenti essenziali del tubo: il cannone elettronico, stilizzato con il catodo e l`anodo, invia un fascio di elettroni entro l`elica in modo longitudinale lungo il suo asse (l`elica è costituita da un filo conduttore tenuto allo stesso potenziale dell`anodo del cannone elettronico); gli elettroni giungono sul collettore che funge da placca come in un normalissimo tubo elettronico.
L`elica è lunga poco meno del tubo ed ha un raggio di pochi millimetri; è una linea di trasmissione che riceve per via induttiva il segnale in RF tramite la guida d`onda a sinistra nella figura.
All`interno dell`elica i campi elettromagnetici si propagano in maniera molto complessa e danno origine nella regione assiale ad un campo elettrico (come si vede nella fig. 13) che si propaga come un`onda ad una velocità c’ molto minore di quella delle o. e. m. nel conduttore: questa velocità è
c’ = (p/ (2 π r)) · c.
Dove c è la velocità delle o. e. m. (pari a quella della luce nel mezzo), p è il passo dell`elica ed r il suo raggio.
Se p è piccolo rispetto ad r la velocità dell`onda viene ridotta a quella degli elettroni permettendo l`interazione tra questi e il campo elettrico viaggiante.
Il risultato è che il campo modula la velocità degli elettroni e quindi la loro densità, questa modulazione influenza a sua volta il campo nel senso che il passaggio di “onde elettroniche longitudinali” (analoghe ad onde sonore riguardo alla densità) induce nell`elica correnti e. m. variabili con conseguente amplificazione del campo RF. Questo fenomeno avviene per tutta la lunghezza dell`elica e il campo viaggiante all`estremo destro dell`elica (nel disegno) avrà un`energia maggiore che al sinistro.
A questo punto l`energia sarà prelevata induttivamente e immessa in una guida d`onda di uscita. In questo modo si è avuta una amplificazione: l`energia degli elettroni proveniente dall`alimentatore ha provocato la loro accelerazione e la loro energia cinetica si è trasferita al campo elettrico viaggiante. Il fascio di elettroni tenderebbe ad allargarsi e dunque è necessario un campo magnetico esterno per il focheggiamento: se gli elettroni deviassero dalla loro traiettoria assiale colpirebbero l`elica riscaldandola eccessivamente col rischio di fonderla; inoltre la loro energia andrebbe perduta. Bisogna anche evitare che l`onda viaggiante si rifletta all`indietro provocando un surriscaldamento dell`elica e a questo provvede un attenuatore. A meno che non si voglia usare il TWT come oscillatore, ma in questo caso si adottano particolari accorgimenti costruttivi appositi. Un vantaggio dei TWT rispetto ai klystron consiste nel poter lavorare entro un vasto range di frequenze, non avendo un oscillatore. La gamma di frequenze dipende dalle guide d`onda e dal loro adattamento all`elica.
Scrivendo “TWT” su Cerca si trova un altro TWT con qualche notizia leggermente diversa.
Per ragioni di complessità degli argomenti e di mancanza di caratteristiche specifiche dell`oggetto non riteniamo opportuno aggiungere altro.
Bibliografia: S. Malatesta, Elementi di Radiotecnica Generale, C. Cursi, Pisa 1961, da cui sono tratte le figure 12 e 13.
Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni, ricerche e testo a cura di Fabio Panfili.
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