Hva er en mikrobølgeforsterker?
En mikrobølgeforsterker er en enhet for å forbedre utgangseffekt signalet til en mikrobølgeinnretning, vanligvis ved å øke amplituden eller høyden på bølgen som direkte er relatert til dens effektnivå. Dette oppnås ved å kanalisere ytterligere inngangskraft til mikrobølgeovnen, slik at mikrobølgestrålingen bærer mer energi. Slike forsterkere blir vanligvis betjent ved lave frekvenser av radiobølgespekteret, som spenner rundt 300 megahertz eller høyere, og de brukes til en rekke formål fra bredbåndskommunikasjon til radarsystemer og elektronisk krigføring av militæret. Flere forskjellige typer mikrobølgeforsterkerutforminger finnes, inkludert Gyrotron, Klystron og Amplitron, som også er kjent som Crossed-Field Amplifier (CFA) eller Platinotron.
I bredbåndskommunikasjon er en mikrobølgeforsterker basert på transistorteknologi som den bipolare forbindelsestransistoren (BJT) og felteffekttransistoren (FET). Slike forsterkere er ofte flertrinnssystemer for å forevige kraften til et signal over lange avstander der teknologiens fokus er på effektiviteten til det overførte signalet i forhold til all støy som blir introdusert underveis. Selv om ustabilitet i forspenningskretser er vanlig for forsterkere, har utviklingen av integrerte kretsløp for tilbakekopling av skjevhetskontroll fungert som en buffering for å gjøre stabiliteten til denne typen mikrobølgeforsterker mye mer pålitelig fra og med 2011.
Gyrotron er en mikrobølgeforsterker som opererer på det høyere frekvensnivået i radiospekteret, alt fra 20 gigahertz til opptil 35 gigahertz effektområde. Det brukes til spesialiserte bruksområder, for eksempel i uplink-tårn til bane rundt romfartøy og satellitter eller for planetariske radarsendersystemer. Selv om Gyrotrons ble konseptualisert på slutten av 1950-tallet, kunne tidlige modeller bare oppnå effektnivåer i milliwatt. Russland var pioner for å utvikle utviklingen og oppnådde kraftproduksjon på 22 kilowatt på slutten av 1970-tallet.
Crossed-Field Amplifier eller Amplitron er en annen type mikrobølgeovnforsterker med bredbånd som har egenskaper som ligner en magnetron, noe som gjør det til et nyttig apparat for kjernevesler. Den kan produsere maksimale effektnivåer i megawattområdet fra og med 2011, men kjører vanligvis på kilowattnivået, noe som gjør det nyttig i mange av de samme applikasjonene som Gyrotron. Selv om Amplitron kan øke effektiviteten for mikrobølgeutstyr til rundt 70%, brukes den vanligvis som en mellomliggende signalforsterker i utstyret.
Klystron er en slags hybrid blant forsterkningsverktøy som Gyrotron og Amplitron. Det er en mikrobølgeforsterker som kan produsere både bølgesignaler med lav effekt og bærebølger, og brukes både i telekommunikasjonssystemer og partikkelakseleratorforskning. Klystron foregriper unnfangelsen av Gyrotron, etter å ha blitt unnfanget i 1937 av to brødre, Russell og Sigurd Varian, ved Stanford University i USA. Begge menns oppdagelse er kreditert for å fremme utviklingen av radarsystemer i USA og Storbritannia før utbruddet av andre verdenskrig, men Klystron ble innlemmet i radarsystemer som ble brukt av Tyskland under krigen, mens de allierte maktene i stedet stolte på mer kraftfulle magnetronutstyr ble først utviklet i 1940.