En electrónica , un micropup es un tipo de tubo de vacío (válvula) de triodo desarrollado por la British General Electric Company (GEC) durante la Segunda Guerra Mundial para su uso en frecuencias muy altas, como las utilizadas en el radar . El primer micropup, el VT90, se introdujo en 1939 y era capaz de operar en longitudes de onda tan bajas como 25 cm, aunque con baja potencia. El VT90 se utilizó mucho más en una amplia variedad de radares que operaban en la banda de 1,5 m, alrededor de 200 MHz , que se mantuvo en uso generalizado durante el resto de la guerra. Versiones mejoradas, como el NT99 de 1941, permitieron operar a 50 cm, o 600 MHz, lo que dio lugar a una serie de nuevos sistemas de radar. Estos se utilizaron menos a medida que la introducción de magnetrones de cavidad de calidad de producción ese mismo año dio lugar a radares de frecuencia de microondas que superaron en rendimiento a los mejores micropups.
Descripción
La clave del diseño del microtubo reside en el desarrollo de métodos para sellar el vidrio directamente al metal, lo que permite la construcción de cámaras de vacío de materiales mixtos. Anteriormente, los tubos eran completamente de vidrio, y la necesidad de limitar el calentamiento del vidrio dio lugar a diseños muy grandes, conocidos como pomos o bellotas, que dispersaban el calor. En el microtubo, las secciones de vidrio mantenían el vacío en las zonas de baja temperatura del tubo, y la zona activa, en el centro, estaba hecha de cobre con aletas metálicas soldadas al exterior del cilindro para mejorar la disipación del calor, lo que dio como resultado un diseño que se asemeja a los cilindros de un motor de aviación refrigerado por aire. La mayor capacidad de manejo del calor permitió que los tubos operaran a niveles de potencia mucho más altos. [ 1 ]
La sección activa del tubo era similar a otros diseños de la época. La rejilla era un cilindro de malla de alambre, conocido alternativamente como "jaula de ardilla" o "jaula de loro", ubicado justo dentro del ánodo y sostenido por una varilla metálica que salía de un extremo del tubo y se mantenía en posición mediante uno de los dos tubos de vidrio. La varilla salía por el extremo de la carcasa de vidrio y actuaba como conexión del electrodo de la rejilla. El cátodo estaba sostenido por un disco de vidrio dentro del ánodo, con cables que corrían en dirección opuesta y salían por el segundo tubo de vidrio. Un segundo cable en este extremo se conectaba al calentador del cátodo. El ánodo, que estaba expuesto fuera del tubo, se conectaba directamente. [ 1 ]
Existe una relación entre el tamaño físico del tubo que limita el tiempo mínimo que tardan los electrones en viajar del cátodo al ánodo, lo que a su vez determina la frecuencia máxima a la que puede operar el tubo. Las grandes dimensiones físicas del microtubo normalmente darían como resultado un tubo de baja frecuencia, pero esto se superó operando a voltajes muy altos para acelerar el movimiento de los electrones. [ 2 ]
Los primeros modelos, los VT90, podían operar en longitudes de onda muy cortas (para la época), tan bajas como 25 cm, o 1200 MHz, pero solo a niveles de potencia muy bajos de unos pocos cientos de vatios por pulso. A 50 cm, 600 MHz, esto mejoró al rango de kilovatios, y a 1,5 m, 200 MHz alcanzaron los 10 kW. [ 1 ] Como el nivel de potencia es más importante para las aplicaciones básicas de radar , la banda de 1,5 m se utilizó ampliamente en los equipos británicos de principios de la guerra, incluidos sus radares de interceptación aérea , los radares antiaéreos Chain Home Low y AMES Tipo 7 , y varios equipos de la Royal Navy . Un equipo de radar de 50 cm que utilizaba micropup fue utilizado por el HMS Suffolk para rastrear los movimientos del Bismarck . [ 3 ]
GEC continuó mejorando el diseño, siendo la siguiente versión importante la NT99 (conocida en el ámbito militar como CV92), que apareció a mediados de 1941. Esta redujo considerablemente la longitud del tubo de vidrio y del poste metálico que sostenía la rejilla, lo que resultó en un diseño más robusto, permitiendo el uso de un cátodo más grande y la colocación de los componentes más cerca entre sí. Esto permitió aumentar las frecuencias de operación y operar a los mismos niveles de potencia que la VT90 a 600 MHz, lo que dio lugar a una serie de radares que operaban a esta frecuencia. La NT99 también introdujo un nuevo cátodo recubierto de óxido que mejoró notablemente la emisión de electrones y condujo a una mayor eficiencia general. RCA fabricó una versión conocida como 4C28 que utilizó en el sistema SHORAN . [ 1 ]
Aunque se utilizó ampliamente en sistemas de radar de "banda métrica", el magnetrón de cavidad fue capaz de producir una potencia significativa a frecuencias mucho más altas, a medida que se desarrollaron los sistemas de radar durante la guerra. [ 4 ]
Referencias
- 1 2 3 4 "Tubos de carga espacial de alta frecuencia" (PDF) .
- ↑ Departamento del Ejército de los Estados Unidos, Generación y transmisión de energía de microondas , Manual técnico TM 11-673, junio de 1953, págs. 114-116
- ↑ L. Brown, Imperativos técnicos y militares: Una historia del radar de la Segunda Guerra Mundial , CRC Press, 1999, ISBN 1420050664, página 329
- ↑ FA Kingsley (ed.), El desarrollo de equipos de radar para la Marina Real, 1935–45 Springer, 2016, ISBN 1349134570páginas 110–111
- tubos de vacío
- Radar