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Spazio alle valvole, il futuro ne ha ancora bisogno

Nel mese di luglio del 1962, per la prima volta nella storia, il satellite Telstar 1 ha trasmesso dallo spazio immagini televisive in diretta e chiamate telefoniche intercontinentali tra una stazione
di terra nello stato del Maine ed altre stazioni in Inghilterra e Francia: si trattato di un enorme passo avanti nella direzione del mondo pervasivamente connesso in cui viviamo oggi e che per gran parte viene dato per scontato. Tutto ci stato possibile grazie ad un ripetitore a microonde basato su un piccolo ma potente dispositivo a vuoto (o valvola), il tubo a onda progressiva (o traveling-wave-tube, in seguito TWT). Lungo una trentina di centimetri e con un involucro in vetro, il tubo era allora l'unico dispositivo capace di amplificare un segnale televisivo broadband con sufficiente potenza da attraversare un oceano. I dispositivi a stato solido (cio i transistor) non erano all'altezza del compito. Ad oltre mezzo secolo di distanza gli amplificatori TWT sono ancora sovrani nelle comunicazioni via satellite: la televisione ultra-HD e le radio satellitari giungono a noi grazie a tubi a vuoto installati nei satelliti in orbita nello spazio. Il satellite Telstar 1, mandato in orbita nell'estate del 1962 C' ovviamente stata un'evoluzione tra l'amplificatore da 4GHz e 3,5W usato nel Telstar 1 e uno dei numerosi amplificatori a microonde usati per realizzare i moderni satelliti geostazionari come il DirecTV-15 lanciato all'inizio dell'anno scorso. I TWT di ultima generazione sono capaci di generare un segnale con potenza di 180W a frequenze fino a 22GHz con un'efficienza vicina al 70% e un'aspettativa di vita di una quindicina d'anni. Sono cambiati i materiali di costruzione, i progetti e le modalit di testing, ma l'impiego di base il medesimo: amplificare segnali in radiofrequenza. Cosa ci dice tutto ci? Che in sessanta anni, da quando le valvole hanno ceduto il passo ai dispositivi a stato solido all'interno di computer, apparati radio e alimentatori, hanno comunque continuato ad evolversi e a diffondersi in un nuovo territorio, dando da vivere a piccoli gruppi di scienziati e ingegneri attorno al mondo e alimentando un settore comunque molto ben remunerativo. Tutto questo perch i TWT e altri dispositivi a vuoto continuano a svolgere un compito in maniera eccellente: sono potenti sorgenti di microonde, millimeter-wave e submillimeter-wave. Compito che viene svolto con efficienza e su ampie larghezze di banda, in maniera affidabile e occupando poco spazio. Inoltre, in virt della loro costruzione e dei materiali di cui sono composti, i TWT sono intrinsecamente pi resistenti contro le radiazioni di quanto non siano i dispositivi a stato solido cos come alle alte temperature o a condizioni meccaniche estreme. Oltre alle comunicazioni satellitari, i TWT trovano ampio impiego nel settore militare per la costruzione di radar e sistemi di electronic warfare. Cosa riserva il futuro? Le attivit di ricerca attorno ai TWT stanno studiando la possibilit di realizzare un nuovo e potenzialmente rivoluzionario tipo di tubo a onda progressiva: si tratta del TWT a catodo freddo che, almeno sulla carta, pu offrire efficienza e compattezza elevatissime e che potrebbe trovare realizzazione pratica entro la fine del decennio. Le valvole sembrano pronte per assaporare la rivincita nei confronti dei dispositivi a stato solido.

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