Để tạo đƣợc dải sóng cm và mm, trong máy đo xa radio chủ yếu dùng bộ phát sóng siêu cao tần Klixtron. Ngoài ra một số máy dùng tranzitor siêu cao tần diot Gann đặt trong hốc cộng hƣởng. Sau đây sẽ giới thiệu một cách khái lƣợc về chúng.
1. Bộ phát sóng siêu cao tần Klixtron
a. Cấu tạo
Cấu tạo của nó gồm hốc cộng hƣởng ghép với đèn điện tử Klixtron phản xạ. Khác với khung dao động LC, hốc cộng hƣởng là một hộp kim loại kín mặt trong mạ bạc có dạng nhƣ hình 2.4a. Điện từ trƣờng phân bố trong nó đƣợc mô tả nhƣ hình 2.4b. Để thay đổi tần số cộng hƣởng ngƣời ta thay đổi kích thƣớc bên trong nó bằng một pitông có núm vặn bên ngoài (hình 2.4c). Pitông chuyển động càng sâu thì tần số cộng hƣởng càng cao.
Cấu tạo của đèn Klixtron phản xạ đƣợc mô tả nhƣ hình 2.5. Nó gồm katot (1), cực tăng tốc (2), cực phản xạ (4) và hai lƣới hình đĩa (3) đƣợc nối với hốc cộng hƣởng (5).
R 1 4 2 3 4 Ec h 1 2 3 3 5 6 + _ Ep x + _ dƣơng của nguồn Ec.h. Cực tăng tốc (2) cũng đƣợc nối ngoài với hốc cộng hƣởng. Cực phản xạ có cấu tạo gần giống với anot của đèn điện tử, chỉ khác là nó đƣợc nối với cực âm của nguồn Ep.x và điện áp âm này có thể điều chỉnh đƣợc bằng chiết áp (biến trở) R.
b. Nguyên lý hoạt động
Khi nối hốc cộng hƣởng (5) với nguồn Ec.h thì trong nó xuất hiện một dao động điện từ siêu cao tần. Dao động này đƣợc ống dẫn sóng fider (6) truyền ra anten để bức xạ đi và để duy trì nó phải thay đổi điện áp âm của cực phản xạ (4) nhờ chiết áp R. Hình 2.5 - Đèn Klixtron phản xạ b. Pitông a. c. Hình 2.4 - Hốc cộng hƣởng siêu cao tần
Kết quả là các điện tử từ cực phản xạ (4) quay trở lại hốc cộng hƣởng (5) sẽ gặp nhau cùng một thời điểm để tạo thành các cụm điện tử, và chính các cụm điện tử này đã bù lại phần năng lƣợng đã bức xạ đi.
c. Ưu nhược điểm
Dùng máy phát sóng siêu cao tần Klixtron đã tạo ra đƣợc dải sóng radio cực ngắn (10cm) nên cho phép đo đƣợc khoảng cách hàng trăm kilômét và đặc biệt có thể đo đƣợc trong điều kiện tầm thông suốt kém nhƣ có hàng cây thƣa, sƣơng mù, bụi, khói…Tuy nhiên, dải sóng này có độ nhóm kém hơn dải sóng ánh sáng, nghĩa là có góc loe lớn (10), vì thế mật độ năng lƣợng giảm nhanh trên đƣờng đi, thƣờng xảy ra hiện tƣợng phản xạ, tán xạ và nó chịu ảnh hƣởng rất lớn của độ ẩm không khí. Do đó, sử dụng máy đo xa radio mặc dù đo đƣợc xa nhƣng thiết bị cồng kềnh (phải dùng hệ phản xạ chủ động là máy tiếp phát có cấu tạo và chức năng nhƣ máy thu phát) và độ chính xác thấp hơn so với máy đo xa điện quang.
2. Bộ phát sóng siêu cao tần bán dẫn diot Gann
Nói chung các diot bán dẫn có trở kháng âm đều có thể sử dụng để tạo dao động siêu cao tần. Khi mắc diot vào mạch dao động thì trở kháng âm của nó có thể bù trừ đƣợc phần trở kháng tiêu hao do đó duy trì đƣợc dao động không tắt. Một trong những diot mang đặc tính này đƣợc sử dụng nhiều nhất là diot chế tạo trên nguyên lý của hiệu ứng Gann. Đặc điểm của diot Gann là khi đặt vào nó một điện áp thích hợp ổn định (không cần cộng hƣởng bên ngoài) thì toàn bộ khối bán dẫn (không riêng lớp p – n) sẽ phát ra dao động điện từ siêu cao tần (100Mhz 60hz) với công suất cao (10w).