www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Magnetronun tarihine bir bakış

Resim 1: A. Hulls’un magnetron anodunun modeli

Resim 1: A. Hulls’un magnetron anodunun modeli

Resim 2: E. Habanns ’ın oluklu magnetron modeli

Resim 2: E. Habanns ’ın oluklu magnetron modeli

Resim 3: Patenti H. Hollmann’a ait çok odalı magnetron modeli

Resim 3: Patenti H. Hollmann’a ait çok odalı magnetron modeli

Resim 4: J. Randall ve H. Boot tarafından yapılan çok odalı magnetron modeli

Resim 4: J. Randall ve H. Boot tarafından yapılan çok odalı magnetron modeli

Magnetronun tarihine bir bakış

1912 İsviçreli fizikçi Heinrich Greinacher anoda silindirik simetrili yerleştirilmiş manyetik alan aksına paralel bir diyot tüpü kullanarak elektron yükünün şaseye olan oranını ölçmeyi denedi. Bu deneme vakumun yetersiz olması ve bunun bir sonucu olarak katottan yeterli miktarda elektron yayılmaması nedeniyle başarılı olamadı. Greinacher manyetik alanın etkisi altındaki elektron hareketinin değişikliklerini anlatan bir temel matematik açıklama yayınladı.

1921General Electric firmasından Albert Wallace Hull bu deney düzeneğini kullanarak bir homojen eksenel manyetik alanın etkisi altındaki elektronları inceledi. Ve elektron akımının anota doğru hareketinin manyetik alanın etkisiyle kontrol edilebileceğini gözlemledi.

Hull çalıştığı firmanın rakibi Western Electric tarafından üretilen ızgara kontrollü triyot tüpüne karşı manyetik kontrollü bir röle ya da yükselteç geliştirmek istiyordu. Bu arada Hull yüksek frekanslı salınımlar elde edilebileceğini gözlemledi. Buluşuna „Magnetron“ adını verdi.

1924 Birbirilerinden bağımsız olarak Erich Habann (Jena, Almanya) ve Napsal August Zázek (Prag, Çek Cumhuriyeti) tarafından magnetronla yüksek frekanslı salınımlar elde edildi. Tınlaşım devresinin zayıflamasını telafi etmek ve zayıflamayan salınımlar elde edebilmek için çınlayıcılara paralel bir negatif direncin nasıl oluşturulabileceğinin koşullarını formüle etti. Hull’un aksine Habann günümüzde magnetronlar da olduğu gibi, bir sabit manyetik alan kullandı. Habann oluklu anoduyla 100 MHz civarında salınımlar elde edebildi. Zázeks’in anodu tek bir bloktan oluşuyordu ve bununla 1 GHz e kadar salınımlar elde edebildi.

1929 Esas atılım Sendai kentindeki Tohoku Üniversitesinden Kinjiro Okabe tarafından geliştirilen santimetre dalga boyunda çalışan magnetronlarla geldi. Bu magnetron 5,35 GHz civarında çalışıyordu.

1935 Hans Erich Hollmann oluklu magnetronu daha da geliştirdi ve birden fazla çınlayıcıya sahip oluklu magnetronun patentini 27.Kasım.1935 hazırladı. Bu John Randall'ın ve Henry Boot'ın 1940 yılındaki çalışmalarından daha önce ABD de US Patent 2,123,728 kayıt numarası ile 12.Haziran.1938 de patent almaya hak kazandı.

1940 Bununla beraber, Birmingham Üniversitesinin bu iki mühendisi, John Randall ve Henry Boot tarafından geliştirilen çok-oyuklu magnetron 1940 tan itibaren Almanya’ya karşı denizaltı savaşında İngiltere’ye bir üstünlük kazandırdı. Bu mühendisler verimli bir yüksek frekans üretebilmek için dörtten daha fazla çınlayıcıya sahip basit bir magnetron yaptılar ve daha yüksek güçler elde edebilmek için anot bloğunu bir su soğutucu ile donattılar. Bu magnetron 3 GHz lik frekansta 15 kW darbe gücünü sağlayabilen hafif radar göndericilerin seri üretiminde kullanıldı. B–17 bombardıman uçaklarına bu radar takıldı.

Bu küçük fakat güçlü radarlar, görülmemek için gecenin karanlığından faydalanarak akülerini doldurmak amacıyla deniz yüzeyine çıkan Alman denizaltılarının yerlerini belirlemekte ve savaşmakta çok işe yaradı. Anten kazancı gönderim frekans değerine ters orantılı olduğundan bu antenle daha yüksek frekanslarda (anten bant genişliğinin frekansla ters orantılı olmasına rağmen) hem yükseklikte ve hem de azimut açısı ölçümlerinde hassasiyet ve çözünürlük sağlanabildi.

1940 Henry Gutton’un çok-oluklu bir magnetrondaki baryum-oksit katotları üzerindeki araştırmalarının sonuçları Telsiz Telgraf Derneğinden Maurice Ponte tarafından Fransa’nın işgali öncesinde İngiltere’ye getirildi. Bu bilgiler Randall ve Boot’ın sürmekte olan çalışmalarında kullanıldı. Baryum-oksit katotlar volfram katotlara göre daha düşük bir sıcaklıkta daha fazla elektron salabiliyordu ve bu da magnetronun ömrünü çok daha fazla arttırmıştı.

1940Henry Tizard Almanya’nın İngiltere’ye açtığı hava savaşı süresince ABD de o güne kadar mevcut araştırma sonuçlarını İngiltere’ye taşıyan bir heyeti yönetti. Böylece İngiltere’de savaşta gerekli magnetron tüplerinin seri üretimine başlanabildi.

1942Alman radarlarında o tarihe kadar çok daha iyi bir frekans kararlılığına sahip olması nedeniyle magnetron yerine klistron kullanılıyordu. İlk kez 2. Dünya Savaşı sonunda ele geçirilen aygıtların analizi ile magnetronun kontrol edilebilir mikrodalga bandındaki üstünlükleri anlaşıldı. Özellikle bu tarihe kadar bu aygıtları bozmak imkânı olamamıştı. Ancak bu bilgilerin endüstriyel üretimde kullanılması için vakit çok geçti.
Bilgi notu: Araştırma, Silahlanma ve Savaş (Forschung, Rüstung und Krieg) Yazan Christopher Schumacher