Tubes à ondes progressives pour l’espace – télécommunications

Un tube à ondes progressives (TOP) est un dispositif très efficace conçu pour amplifier les signaux de radiofréquence (RF) à large bande.Il est essentiel dans des applications telles que les télécommunications par satellite et les systèmes radar. Les TOPs amplifient les signaux en utilisant l’interaction d’un faisceau d’électrons avec une onde électromagnétique à l’intérieur d’un tube sous vide. Ce mécanisme d’amplification efficace permet aux TOPs de fonctionner efficacement dans diverses applications haute fréquence, contribuant à leur utilisation généralisée dans les technologies modernes.

Un tube à ondes progressives (TOP) fonctionne en générant des électrons depuis une cathode chauffée et en les accélérant à l’aide d’un champ électrique. Ces électrons interagissent ensuite avec une onde électromagnétique entrante à l’intérieur d’une structure à ondes lentes, généralement une hélice. Les électrons se déplacent à une vitesse quasi identique à celle de l’onde électromagnétique, ce qui permet de transférer leur énergie cinétique à celle de l’onde par l’effet Tcherenkov, un phénomène comparable au bang supersonique émis par un avion dépassant la vitesse du émet des ondes sonores lorsqu’il franchit le mur du son. À l’issue de ce processus, les électrons sont collectés dans un collecteur récupérateur, où la majeure partie de leur énergie cinétique restante est récupérée, ce qui permet d’atteindre des rendements supérieurs à 70 %, y compris à des fréquences dépassant 10 GHz.