Gli ingegneri cinesi hanno annunciato lo sviluppo di un tubo a onda progressiva (TWT) in miniatura che potrebbe rivoluzionare le capacità dei sistemi di guerra elettronica e dei radar moderni. Questo speciale tipo di tubo a vuoto amplifica i segnali a radiofrequenza nella gamma delle microonde ed è da tempo considerato un elemento chiave dei sistemi radar e dei collegamenti di comunicazione satellitare. La caratteristica principale del TWT è che l’onda elettromagnetica interagisce con il fascio di elettroni lungo l’intera lunghezza della spirale, garantendo un’ampia larghezza di banda e un’elevata efficienza.

Per lungo tempo, l’introduzione su larga scala dei TWT è stata ostacolata dalle loro dimensioni: integrare centinaia e migliaia di tali moduli in array di antenne a fasatura variabile era tecnicamente difficile. Tuttavia, gli specialisti cinesi sono riusciti a ridurre le dimensioni di un potente TWT della gamma X-Ku a 20 millimetri di altezza, ovvero meno della metà dello spessore degli analoghi occidentali. Secondo quanto riportato dai media, la nuova lampada ha dimensioni paragonabili a quelle di una pistola ed è in grado di amplificare impulsi a microonde nell’intervallo da 8 a 18 gigahertz, erogando oltre 500 watt di potenza attraverso sottili conduttori a spirale.

Strutturalmente, un tubo a onda progressiva è un cilindro con un cannone elettronico che forma il catodo, le piastre anodiche, un collettore e una spirale (o sistema di risonatori). Il segnale a radiofrequenza in ingresso viene inviato a un’estremità della spirale e il segnale amplificato viene prelevato dall’estremità opposta. Per aumentare il tempo di interazione del fascio di elettroni con il campo elettromagnetico, viene utilizzata una cosiddetta struttura di rallentamento: le più comuni sono una spirale e un sistema di risonatori accoppiati. Queste soluzioni consentono di “adattare” la velocità di propagazione del campo alla velocità degli elettroni, il che è fondamentale per un’amplificazione efficace.

La ricerca è stata guidata da Shi Xuechun, scienziato presso il Beijing Institute of Vacuum Electronics, parte della China Electronics Technology Group Corporation. A giugno, il team di ricerca ha pubblicato i risultati sulla rivista peer-reviewed Vacuum Electronics. L’articolo ha evidenziato progressi significativi nei TWT miniaturizzati in Cina, con maggiore larghezza di banda, potenza ed efficienza.

Nei test di laboratorio, il nuovo TWT ha mostrato dimensioni di 185 × 30 × 20 mm con una potenza di uscita di oltre 549 watt, un guadagno di 26 dB e un’efficienza dinamica di trasmissione del fascio di elettroni superiore al 97% sull’intero raggio. Tali parametri garantiscono un notevole aumento della portata e della precisione di rilevamento nei sistemi di difesa aerea e missilistica. Allo stesso tempo, l’efficienza di soppressione e la portata dei sistemi di guerra elettronica multiraggio risultano significativamente aumentate.

Gli autori del lavoro sottolineano che negli array di antenne a fase il numero di elementi radianti si misura in centinaia o migliaia, e sono le dimensioni del TWT a influenzare direttamente i parametri critici del sistema, dai lobi laterali del diagramma di radiazione al peso totale e alla possibilità di installazione su diverse piattaforme. La miniaturizzazione e l’aumento dell’efficienza consentono a tali moduli di essere integrati in moderni complessi multifunzionali di nuova generazione, tra cui sistemi di comunicazione satellitare e radar a lungo raggio.

Pertanto, lo sviluppo degli ingegneri cinesi non solo dimostra l’indipendenza tecnologica del Paese nel campo dell’elettronica del vuoto, ma apre anche la strada alla creazione di sistemi di guerra elettronica più potenti e compatti, in grado di fornire un vantaggio strategico in un conflitto militare.

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