글쓴이 : SOONDORI
TWTA(Traveling Wave Tube Amplifiers)라고 한다.
아래에서, <Coaxial Input> 단자에 어떤 RF 전파를 주입하면 ‘전자총의 전자빔’과 ‘따로 추가 에너지를 공급받지 않는 <Helix Coil>’의 주거니 받거니 누적적인 전자기적 상호 보강 작용에 의해 증폭된 RF 전파가 <Coaxial Output> 단자로 나온다.
(출처 : http://www.microwave-museum.org/exhibits/mwm-034.htm)
전자빔~<Collector>의 전압차는 수천 KV, 취급 주파수는 수백 Mhz~수십 Ghz, 이득은 수십 dB 그리고 RF 출력은 수 kW~수십 kW.
자석으로 전자빔의 궤적을 유지한다는 점, 일정한 길이가 확보되어야 한다는 점 등, 대체적인 구조가 작은 입자를 빛의 속도로 가속하는 CERN의 입자 가속기와 비슷하다는 생각.
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높은 주파수를 대출력 조건으로 증폭하는 게 워낙 어려워서 고안된 아이디어일 것인데… 요즘은 반도체 소자 기술이 좋아져서, 여전히 유효하되 약간은 빈티지인 기술이 되었다.
이런 것을 어디에 쓸까? 과거형 아폴로 우주선의 통신, 현재형 레이더, 현재형의 이런저런 군용, 현재형 항공 통신, 현재형 인공위성 탑재 중계기, 현재형 계측 장치 등. (표제부 사진 출처 : https://www.photonis.com/products/miniature-traveling-wave-tubes)
(▲ 아폴로 우주선에 탑재되었던 TWTA. 출력 20W. 미국 콜린스(Collins)社 제조. 출처 : https://arthurcollins.org/space_equipment/s-band_power_amplifier.php)
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시장 선점 효과가 근저에 있기도 하지만, 충분히 검증된 솔루션이기에 아직은 반도체식 RF 증폭기(SSPA, Solid State Power (RF) Amplifier)보다 우위.
아무려나 1940년대에 고안된 기술이 여전히 쓰이고 있다 함은… “징~공관 포에버!”
(출처 : Communication satellite power amplifiers: current and future SSPA and TWTA technologies, Whitney Q. Lohmeyer 외, 2015년 3월, https://core.ac.uk/download/pdf/85123635.pdf)
