Por volta de 1930, a capacidade de geração
das válvulas de transmissão estava limitada
as freqüências de 30 - 400 Mhz, conhecidas como
faixa de VHF - Very High Frequency. Assim, as primeiras pesquisas
para
|
(a) triodo de UHF usado em Radar |
transmissões simultâneas de sinais de áudio
e vídeo estavam sujeitas a esta gama de freqüência.
Para atender a demanda destes novos canais de transmissão,
o espectro de radio freqüência foi expandido para
até 900 MHz originando a faixa de UHF - Ultra High
Frequency. O triodo foi o primeiro tipo válvula para
operação em freqüências até
4000 MHz. O triodo tinha boa performance para transmissões
de sinais de vídeo. Entretanto, devido a várias
deficiências como capacitância, auto-indutância,
lentidão no deslocamento de elétrons entre o
catodo e a grade, o triodo era limitado para operar dentro
do conceito de densidade de modulação. (a)
Para contornar esta dificuldade inerente ao triodo, foram
desenvolvidos novos tipos de válvulas para geração
de altas freqüências, onde agora se considerava
a velocidade de deslocamento dos elétrons entre o catodo
e o anodo princípio este conhecido como velocidade
de modulação. Assim foram desenvolvidas as válvulas
conhecidas como
|
(b) válvulas KLYSTRON;
a esquerda tipo 723A em bulbo metálico sintonizada por
um tipo de cavidade interna; a direita tipo 726B, com
potência de 150 mW para freqüências de 2,9 e 3.4
GHz. |
KLYSTRON E MAGNETRON.
A válvula KlYSTRON é um amplificador de potência
de microondas operando pelo principio de velocidade de modulação
para transmissão de sinais de vídeo e radar
em freqüências de até 3500 MHz.
Nesta válvula, a velocidade dos elétrons é
submetida a oscilações periódicas de
forma que os elétrons em seu percurso do catodo para
o anodo atravessam por dois pares de grades ou cavidades ressonantes,
adquirindo energia e, assim, conseqüentemente a válvula
atua como elemento amplificador.
Entretanto, as primitivas válvulas KLYSTRON não
eram capazes de fornecer alto ganho, bem como rendimento apropriado.
Assim, logo em seguida, surgiu a válvula KLYSTRON de
potência de múltiplas cavidades. Esta por sua
vez tinha uma configuração mais robusta, permitindo
maior emissão de elétrons através de
um catodo de forma côncava, para facilitar a focalização
do feixe de elétrons. Finalmente, no lugar de usar
diversos ressoadores ou cavidades um novo conceito de válvula
foi desenvolvido onde o fluxo de elétrons passava diversas
vezes através de uma única cavidade surgindo, assim o KLYSTRON REFLEXO (b)
|
(c) moderno
MAGNETRON usado em radares aeronáuticos onde:
a)imã de alta coercitividade
b) conectores
c) saída de rádio-freqüência. |
|
válvula Klystron, tipo WL-417
ou VT-277, para operação em faixas de freqüências
de 2650-3330 MHz. Fornecida em base octal, com tomada
para cabo coaxial e sistema de sintonia mecânica. |
Em 1943, no auge da segunda guerra mundial, os alemães
conseguiram capturar dos ingleses, um novo tipo de válvula
de alta freqüência usada nos primeiros radares.
Era o MAGNETRON de cavidade, criado pelo esforço de
guerra inglês.
Apesar deste feito de espionagem, o alto comando alemão
não considerou a possibilidade dos ingleses já
estarem usando este tipo de válvula em aparelhos para
detecção de objetos a longa distância,
o então denominado radar centimétrico.
Este erro estratégico custou muito caro à marinha
alemã pelo holocausto dos seus submarinos causados
pelo emprego dos radares ASV - Airborne Detection of Surface
Vessels - ou seja, radares instalados em aeronaves.
A história da válvula MAGNETRON, começou
em 1918 com as pesquisas do físico americano Albert
Hull para controlar o fluxo eletrônico em um diodo sob
a influência de um campo magnético.
Basicamente, o MAGNETRON, é uma válvula termiônica
de alto vácuo, consistindo de um filamento posicionado
no centro de um anodo cilíndrico de forma que os elétrons
ficam sujeitos à ação de um campo magnético
produzido externamente por uma bobina que envolve a válvula
e, assim, usada para controla o fluxo unidirecional da corrente.
Os primeiros MAGNETRONS produziam pouca energia de rádio-freqüência
de forma que entre 1920 a 1936 muitos foram os estudos e pesquisas
efetuados para melhorar os seu desempenho, dentre os quais
se destacam a aquelas realizadas na Inglaterra por John Randal
e Henry
Boot trabalhando no departamento de Física da universidade
de Birmingham. Assim surge o MAGNETRON de múltiplas
cavidades baseado no conceito de cavidades ressonantes proposto
originalmente pelo físico A. Samuel dos laboratórios
Bell nos EUA. Neste novo tipo de válvula, o anodo consistia
de um anel de cobre espesso no qual são conformadas
as cavidades cilíndricas que se comunicam por meio
de fendas com um filamento de tungstênio puro. Desta
maneira, em cada cavidade fendida, ocorrem as oscilações
em função da freqüência de ressonância
de cada uma delas devido ao rápido movimento circular
dos elétrons. A energia de alta freqüência
é então armazenada por um anel colocado numa
das cavidades. No início de 1940, já se dispunha
este tipo de válvula com 6 cavidades usando filamento
de tungstênio toriado a qual tinha capacidade de dissipação
de 400 W operando em regime contínuo de frequências
de 9.9 cm. Entretanto, a produção de vácuo
era ainda feita por uma bomba externa. Devido à crescente
pressão da guerra que eclodia em várias frentes,
obrigou que os ingleses desenvolvessem armas cada vez mais
precisas e sofisticadas. Assim, no final de 1941, o físico
inglês E. Megaw, trabalhando em conjunto com o Almirantado
e a General Electric britânica, desenvolve um MAGNETRON
totalmente metálico, com imã permanente, usando
filamento de tungstênio toriado capaz de produzir 1
kW em freqüência de 10 cm.
Desde então o MAGNETRON evolui rapidamente permitindo
o desenvolvimento de uma nova arma, o Radar, e, assim, originando
a chamada guerra eletrônica. (c )
|
Varias válvulas de
alta freqüência para emprego militar:
A) Tipo Jan CG 2C40 - triodo planar fabricado pela GE
para operação em freqüências
de até 3 GHz usadas em equipamentos de reconhecimento
aéreo tipo IFF, Identification Friend or Foe.
B) Tipo 717 a, pentodo de RF fabricado pela W. Electric
usada em estágios de áudio-freqüência
e alta e extremamente alta freqüência, para
RADAR e altímetros.
C) Tipo 404 - pentodo miniatura fabricado pela W. Electric,
usada em amplificadores de VHF de alto ganho. |
|
Válvulas tipo Acorn
desenvolvidas originalmente pela RCA, EUA para uso em
estágios de VHF e UHF.
À esquerda tipo 954, pentodo e à direita
tipo 955, triodo com potência de 1.6W ambas usadas
em equipamentos de RADAR. |
|