b'\n_START_ARTICLE_\nGirotr\xc3\xb3n\n_START_PARAGRAPH_\nEl girotr\xc3\xb3n (forma abreviada de Gyromonotron) es una fuente de radiaci\xc3\xb3n de microondas de alta frecuencia y alta potencia. Se considera el primer dispositivo generador de rayos de microondas de alta frecuencia de la historia, perteneciente a la familia de los tubos de vac\xc3\xado.\n_START_SECTION_\nIntroducci\xc3\xb3n\n_START_PARAGRAPH_\nDe acuerdo con el electromagnetismo, se sabe que las cargas el\xc3\xa9ctricas y las corrientes variables con el tiempo son fuentes de campos y ondas electromagn\xc3\xa9ticas. Las ondas electromagn\xc3\xa9ticas transportan potencia electromagn\xc3\xa9tica y se propagan en el medio circundante -\xc3\xa9ste no hace falta que sea un medio material, puede ser el espacio vac\xc3\xado- a la velocidad de la luz. _NEWLINE_Las microondas, son un tipo particular de ondas electromagn\xc3\xa9ticas caracterizadas por propagarse en un rango de frecuencias determinado. Particularmente este rango se considera comprendido entre los 300 MHz y los 300 GHz -de ah\xc3\xad su nombre, ya que sus longitudes de onda son del orden de mil\xc3\xadmetros-. Para la generaci\xc3\xb3n de microondas, generalmente, se consideran dos tipos de fuentes: los dispositivos de estado s\xc3\xb3lido -semiconductores- y los dispositivos basados en tubos de vac\xc3\xado o tubos de electrones. A este \xc3\xbaltimo grupo pertenece el girotr\xc3\xb3n, como tambi\xc3\xa9n otro tipo de dispositivos como el magnetr\xc3\xb3n, el klistr\xc3\xb3n o mismo horno de microondas.\xe2\x80\x8b\n_START_SECTION_\nHistoria\n_START_PARAGRAPH_\nLos primeros dispositivos basados en tubos de vac\xc3\xado para la utilizaci\xc3\xb3n con microondas se remontan a principios del siglo XX cuando, en 1906, Lee de Forest invent\xc3\xb3 el triodo. No obstante, intentar emplear en microondas un tubo de vac\xc3\xado convencional basado en un triodo es una operaci\xc3\xb3n muy limitada, ya que \xc3\xa9ste no soporta frecuencias excesivamente altas. _NEWLINE_Con posterioridad, fueron inventados otros dispositivos basados en tubos de vac\xc3\xado, como el magnetr\xc3\xb3n en 1924, cuya utilizaci\xc3\xb3n pr\xc3\xa1ctica tuvo mucha repercusi\xc3\xb3n en la Segunda Guerra Mundial. El magnetr\xc3\xb3n pertenec\xc3\xada a la familia de los tubos de vac\xc3\xado de campo transversal, donde la energ\xc3\xada potencial de los electrones se transformaba en energ\xc3\xada electromagn\xc3\xa9tica._NEWLINE_Otros dispositivos como el oscilador Heil (1935) o el amplificador Klystron (hermanos Varian, 1939) estaban basados en tubos de haz lineal (linear-beam), donde lo que se transformaba en energ\xc3\xada electromagn\xc3\xa9tica era la energ\xc3\xada cin\xc3\xa9tica de los electrones. _NEWLINE_M\xc3\xa1s adelante, como evoluci\xc3\xb3n de los tubos de haz lineal, R. Kompfner invent\xc3\xb3 en 1944 el tubo de onda viajera (Travelling Wave Tube, TWT). A comienzos de 1950 la potencia de salida de los tubos de haz lineal super\xc3\xb3 finalmente a la potencia de dispositivos como el magnetr\xc3\xb3n._NEWLINE_En un tubo de haz lineal un campo magn\xc3\xa9tico interacciona con el haz de electrones emitidos por un emisor. Adem\xc3\xa1s, los electrones reciben energ\xc3\xada potencial por medio de una diferencia de potencial (voltaje) y esta energ\xc3\xada es convertida en energ\xc3\xada cin\xc3\xa9tica. La diferencia de potencial aplicada es cambiante, as\xc3\xad que los electrones son acelerados o desacelerados, lo que produce aglomeraciones de electrones. Estos c\xc3\xbamulos de electrones viajan posteriormente por el tubo y finalmente inducen una corriente en la estructura de salida. _NEWLINE_Los amplificadores basados en TWT pueden llegar a proporcionar picos de salida con una potencia de 30 MW con un haz de voltaje del orden de 100 kV a una frecuencia de 10 GHz. _NEWLINE_Los or\xc3\xadgenes del girotr\xc3\xb3n apuntan a la d\xc3\xa9cada de los a\xc3\xb1os setenta y se considera una invenci\xc3\xb3n sovi\xc3\xa9tica. Es un dispositivo perteneciente a las familia de los TWT, concretamente a los tubos de onda r\xc3\xa1pida. La Rusia sovi\xc3\xa9tica desempe\xc3\xb1\xc3\xb3 en los a\xc3\xb1os sesenta y setenta del siglo pasado un papel de liderazgo en investigaci\xc3\xb3n de fusi\xc3\xb3n nuclear \xe2\x80\x93calentamiento de plasma-, as\xc3\xad como de microondas \xe2\x80\x93dispositivos de telecomunicaciones-, donde la t\xc3\xa9cnica del girotr\xc3\xb3n fue desarrollada por su importancia militar en estos campos. _NEWLINE_En la d\xc3\xa9cada de 1960, con el \xc3\xa9xito y proliferaci\xc3\xb3n de los dispositivos de estado s\xc3\xb3lido (semiconductores) se predijo que los tubos de vac\xc3\xado ser\xc3\xadan desplazados por aqu\xc3\xa9llos. No obstante, esto solo ha ocurrido en los sistemas de baja potencia como son los receptores y generadores (osciladores) para circuitos de microondas, pero para altas potencias de salida, a\xc3\xban se siguen utilizando dispositivos basados en los tubos de vac\xc3\xado.\n_START_SECTION_\nPrincipio de funcionamiento.\n_START_PARAGRAPH_\nEl girotr\xc3\xb3n tiene alta potencia en longitudes de onda milim\xc3\xa9tricas (decenas de MW, dependiendo de la frecuencia) porque, a diferencia de los anteriores tubos de vac\xc3\xado convencionales, las dimensiones del tubo en este caso pueden ser mucho mayores que la longitud de onda y no se depende de las propiedades de los materiales que conforman el tubo. _NEWLINE_Como se ha comentado anteriormente, en los tubos de haz lineal, se aceleraban y desaceleraban los electrones dentro de un campo magn\xc3\xa9tico porque se pretend\xc3\xada conseguir una aglomeraci\xc3\xb3n o concentraci\xc3\xb3n de \xc3\xa9stos para, posteriormente, inducir una corriente a la salida del tubo. En el caso del girotr\xc3\xb3n ocurre algo parecido, solo que se pretende potenciar una microonda electromagn\xc3\xa9tica a la salida. En este caso, el haz de electrones entra en la cavidad hueca de resonancia del tubo, que se encuentra en un campo magn\xc3\xa9tico axial y la agrupaci\xc3\xb3n de electrones depende de un efecto relativista llamado Cyclotron Resonance Maser Instability. Esto quiere decir que la velocidad del haz de electrones en un girotr\xc3\xb3n es ligeramente relativista (comparable a, pero no igual a la velocidad de la luz). _NEWLINE_A su vez, m\xc3\xa1ser es un acr\xc3\xb3nimo de Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation (amplificador de microondas por la emisi\xc3\xb3n estimulada de radiaci\xc3\xb3n). El m\xc3\xa1ser es un fen\xc3\xb3meno de amplificaci\xc3\xb3n similar al l\xc3\xa1ser, pero que opera en la regi\xc3\xb3n de frecuencia a la que pertenecen las microondas. Cuando una mol\xc3\xa9cula o un \xc3\xa1tomo se hallan en un estado energ\xc3\xa9tico adecuado y pasa cerca de una onda electromagn\xc3\xa9tica, \xc3\xa9sta puede inducirles a emitir energ\xc3\xada en forma de otra radiaci\xc3\xb3n electromagn\xc3\xa9tica con la misma longitud de onda que refuerza la onda de paso y desencadena una cascada de fen\xc3\xb3menos que llevan a aumentar mucho la intensidad de la onda electromagn\xc3\xa9tica original._NEWLINE_Potencia obtenida y rango de frecuencias de operaci\xc3\xb3n para diferentes tubos de vac\xc3\xado, com\xc3\xbanmente empleados en el rango de las microondas.\n_START_SECTION_\nConstrucci\xc3\xb3n y partes de un girotr\xc3\xb3n\n_START_PARAGRAPH_\nEl cuerpo del girotr\xc3\xb3n consiste en su mayor\xc3\xada en una alargada cavidad de espacio vac\xc3\xado. El girotr\xc3\xb3n se encuentra en un electroim\xc3\xa1n. La parte inferior es el\xc3\xa9ctricamente aislada y contiene un filamento. Para transmitir los electrones del filamento a la cavidad, es necesario un \xe2\x80\x9cca\xc3\xb1\xc3\xb3n\xe2\x80\x9d que genere el haz de electrones. \xc3\x89sta es la parte del c\xc3\xa1todo, donde se aplica un alto voltaje de energ\xc3\xada el\xc3\xa9ctrica (voltaje negativo, claro) que se suele situar aproximadamente entre 80 y 100 kV._NEWLINE_Los electrones se mueven en forma de espiral por la fuerza de Lorentz del campo magn\xc3\xa9tico. La frecuencia de rotaci\xc3\xb3n de los electrones es directamente proporcional a la fuerza del campo magn\xc3\xa9tico, e inversamente proporcional a la masa del electr\xc3\xb3n. Por lo tanto, para una mayor frecuencia se debe aplicar un campo magn\xc3\xa9tico mayor. Debido a que los electrones tienen un efecto relativista (su masa es debido a su alta velocidad, v\xc3\xa9ase relatividad) se realiza un intercambio entre la energ\xc3\xada cin\xc3\xa9tica de los electrones y el campo de la se\xc3\xb1al de microonda, por lo tanto parte de la energ\xc3\xada del haz de electrones se transforma en energ\xc3\xada electromagn\xc3\xa9tica en la regi\xc3\xb3n de microondas, que es recogida por el colector.\n_START_SECTION_\nFabricaci\xc3\xb3n\n_START_PARAGRAPH_\nEl n\xc3\xbamero de empresas que construye girotrones es muy baja. Algunas empresas que en la actualidad trabajan o fabrican dispositivos basados en el girotr\xc3\xb3n son: CPI y Gyrotron Technology, Inc (U.S.A.), Gycom (Rusia), Thales Group (Francia) y Toshiba (Jap\xc3\xb3n).'