¿Qué es un amplificador de microondas?
Un amplificador de microondas es un dispositivo para mejorar la señal de potencia de salida de un dispositivo de microondas, generalmente al aumentar la amplitud o altura de la onda que se relaciona directamente con su nivel de potencia. Esto se logra canalizando energía de entrada adicional al dispositivo de microondas para que su radiación de microondas transporte más energía. Dichos amplificadores generalmente funcionan a bajas frecuencias del espectro de ondas de radio, que varían alrededor de 300 megahercios o más, y los militares los utilizan para una variedad de propósitos, desde comunicaciones de banda ancha hasta sistemas de radar y guerra electrónica. Existen varios tipos diferentes de diseños de amplificadores de microondas, incluidos el Gyrotron, el Klystron y el Amplitron, que también se conoce como Amplificador de campo cruzado (CFA) o Platinotron.
En las comunicaciones de banda ancha, un amplificador de microondas se basa en tecnología de transistores como el transistor de unión bipolar (BJT) y el transistor de efecto de campo (FET). Tales amplificadores son a menudo sistemas de etapas múltiples para perpetuar la potencia de una señal a largas distancias donde el foco de la tecnología está en la eficiencia de la señal transmitida sobre la de cualquier ruido que se introduzca en el camino. Además, aunque la inestabilidad en los circuitos de polarización es común a los amplificadores, el desarrollo de circuitos integrados para el control de polarización de retroalimentación ha actuado como una aplicación de amortiguación para hacer que la estabilidad de este tipo de amplificador de microondas sea mucho más confiable a partir de 2011.
El Gyrotron es un amplificador de microondas que opera en el nivel más alto de frecuencias en el espectro de radio, desde 20 gigahercios hasta un rango de potencia de 35 gigahercios. Se utiliza para aplicaciones especializadas, como en torres de enlace ascendente a naves espaciales en órbita y satélites o para sistemas de transmisores de radar planetario. Aunque los Gyrotrons se conceptualizaron por primera vez a fines de la década de 1950, los primeros modelos solo podían alcanzar niveles de potencia en milivatios. Rusia fue pionera en la investigación sobre su desarrollo y estaba alcanzando niveles de producción de energía de 22 kilovatios a fines de la década de 1970.
El amplificador de campo cruzado o Amplitron es otro tipo de amplificador de microondas de banda ancha que tiene propiedades similares a un magnetrón, lo que lo convierte en un dispositivo útil para los aceleradores nucleares. Puede producir niveles de potencia máximos en el rango de megavatios a partir de 2011, pero generalmente se ejecuta en el nivel de kilovatios, lo que lo hace útil en muchas de las mismas aplicaciones que el Gyrotron. Aunque el Amplitron puede aumentar las clasificaciones de eficiencia para equipos de microondas a alrededor del 70%, generalmente se usa como un amplificador de señal intermedio en los equipos.
El Klystron es una especie de híbrido entre las herramientas de amplificación como Gyrotron y Amplitron. Es un amplificador de microondas que puede producir señales de onda portadora tanto de baja potencia como de alta potencia, y se utiliza tanto en sistemas de telecomunicaciones como en investigación de aceleradores de partículas. El Klystron es anterior a la concepción del Gyrotron, ya que fue concebido por primera vez en 1937 por dos hermanos, Russell y Sigurd Varian, en la Universidad de Stanford en los Estados Unidos. Al descubrimiento de ambos hombres se le atribuye el avance en el desarrollo de sistemas de radar en los EE. UU. Y el Reino Unido antes del estallido de la Segunda Guerra Mundial, pero el Klystron se incorporó a los sistemas de radar utilizados por Alemania durante la guerra, mientras que las potencias aliadas confiaron en cambio en más poderosos El equipo magnetrón se desarrolló por primera vez en 1940.