Магнетрон
Изображение 1: МИ 29Г — Магнетрон в сантиметровия диапазон на вълните
Магнетрон
В дециметровите и сантиметровите диапазони на дължината на вълната мултирезонаторният магнетрон е ефективно генериращо устройство.
Магнетронът е устройство за генериране на електромагнитни трептения със свръхвисока честота (микровълни) въз основа на взаимодействието на електрони,
движещи се в магнитно поле по криволинейни пътища, с електромагнитното поле, което трябва да бъде възбудено.
Конструкция на магнетроните
Типичният многорезонаторен магнетрон е устройство (Изображение 2), което има цилиндричен катод с предварителен нагревател в центъра, заобиколен от многорезонаторна система в меден аноден блок. Магнитната индукция се насочва по оста на магнетрона. Анодното напрежение Ua между анода и катода създава електрическо поле, което е перпендикулярно на магнитното поле.
Изображение 3: Най-проста еквивалентна схема за резонатор
Изображение 3: Най-проста еквивалентна схема за резонатор
на нагревателя
взаимодействия
контур
Изображение 2: Схематична рисунка на конструкция на магнетрон
на нагревателя
взаимодействия
Изображение 2: Схематична рисунка на конструкция на магнетрон
на нагревателя
взаимодействия
Изображение 2: Схематична рисунка на конструкция на магнетрон
Пространството между катода и анодния блок се нарича пространство на взаимодействие. В това пространство електроните взаимодействат с микровълновото поле на резонаторната система. Електроните в магнетрона се управляват чрез прилагане на постоянни електрически и магнитни полета към потока от електрони. Тези полета са перпендикулярни едно на друго (конвергентни полета). Електрическото поле е насочено радиално от анодния блок към катода. Магнитното поле, равномерно в пространството на взаимодействие, е насочено по протежение на катода.
Изображение 4: Най-разпространените видове магнетронни резонатори
Изображение 4: Най-разпространените видове магнетронни резонатори
Общи видове магнетронни резонатори:
- Резонатори от шлицов тип
- резонатори с лопатки
- Резонатори с различни размери
- цилиндрични резонатори
Изображение 5: Епитрохоидни траектории на електроните в цилиндричен магнетрон.
Изображение 5: Епитрохоидни траектории на електроните в цилиндричен магнетрон.
В статичен режим, без влиянието на резонаторите u когато няма високочестотни вибрации, електрическото поле ускорява електрона в радиална посока от катода към анода. Магнитното поле отклонява електроните встрани, така че те заемат кръгови писти. Линейната скорост на центъра на търкалящия се кръг се определя от съотношението между напрегнатостта на електрическото поле и магнитната индукция.
Изображение 6: Разпределение на електрическото поле на циркулиращата високочестотна вълна
Изображение 6: Разпределение на електрическото поле на циркулиращата високочестотна вълна
Високочестотното поле на резонаторите също участва в контрола на електронния поток. Електромагнитните полета на резонаторите се свързват помежду си чрез пространството за взаимодействие и крайните кухини. Движещите се електрони, които получават кинетична енергия от импулсния модулатор, взаимодействат с високочестотното електромагнитно поле на резонаторите и попълват енергията на полето. Въпросният магнетрон използва снопове за поддържане на работен режим на трептене.
Изображение 7: Въртящ се електронен поток на генериращия магнетрон
Изображение 7: Въртящ се електронен поток на генериращия магнетрон
Изображение 7: Въртящ се електронен поток на генериращия магнетрон
Потокът от електрони в генериращия магнетрон е «спираловиден» (изображение 7) и се върти в пространството на взаимодействие.
Извеждането на енергията е коаксиално и се осъществява чрез контур, включен в един от резонаторите. В пространството на взаимодействие на магнетрона протичат емисионни и вторично-емисионни процеси, образуват се електронни съсиреци и енергията се предава на високочестотното поле.
Произход на текста на руски език:
- «Справочник по основам радиолокационной техники», под редакцией В. В. Дружинина, Военное издательство миистертво обороны СССР Москва 1967, 768 с. 65 000 экс.