Tubo de onda viajera (TWT)

Un tubo de ondas viajeras (TWT) es un tubo de vacío especializado que se utiliza en comunicaciones inalámbricas, especialmente en sistemas satelitales. El TWT puede amplificar o generar señales de microondas. Dos tipos comunes de TWT incluyen el Klystron y el magnetron.

En el Klystron, un cátodo cargado negativamente emite un haz de electrones de alta velocidad y alta energía que viajan a través del tubo cilíndrico en línea recta hasta un ánodo cargado positivamente. Se enrolla una bobina alrededor del tubo. Cuando la bobina se energiza con una señal de radiofrecuencia (RF), los electrones del haz se agrupan y se extienden alternativamente. En el magnetrón, los electrones se mueven en círculos en lugar de en líneas rectas. El movimiento circular, producido por imanes en cada extremo del tubo, permite que los electrones recojan energía a una distancia mayor.

Dentro del TWT, las regiones de alta y baja concentración de electrones se mueven a lo largo o alrededor del tubo en ondas. Cuando el tubo funciona correctamente, parte de la energía de los electrones se transmite a la señal en la bobina. El resultado es la amplificación de la señal.

Se puede hacer que un TWT funcione como un oscilador acoplando parte de la salida de nuevo a la entrada. Esta configuración se denomina oscilador de onda hacia atrás, porque la retroalimentación se aplica en sentido opuesto a la dirección de movimiento de los electrones dentro del tubo. Un oscilador de este tipo puede generar hasta aproximadamente 0.1 vatios de potencia de señal en el rango de microondas.

Un amplificador paramétrico es un amplificador TWT que funciona con una fuente de alimentación de corriente alterna (CA) de alta frecuencia, en lugar de la fuente habitual de corriente continua (CC). Algunas características del circuito, como su impedancia, varían con el tiempo en la frecuencia de la fuente de alimentación. Los amplificadores paramétricos son útiles porque generan muy poco ruido interno. Esto permite obtener una excelente sensibilidad en los sistemas de recepción, minimizando los errores de transferencia de datos.