www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Magnetronun gelişiminin tarihine bir bakış

Resim 1: A. Hulls’un magnetron anodunun modeli

Resim 1: A. Hulls’un magnetron anodunun modeli

Resim 2: E. Habanns ’ın yarıklı magnetron modeli

Resim 2: E. Habanns ’ın yarıklı magnetron modeli

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

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

Magnetronun gelişiminin tarihine bir bakış

1912 İsviçreli fizikçi Heinrich Greinacher bir silindiriksel simetriye uygun olarak yerleştirilmiş anot düzeninde bir diyot tüpünü kullanarak manyetik alana paralel bir eksende elektron yükünün şasesine olan oranını ölçmeyi denedi. Bu deneme vakumun yetersiz olması ve bunun bir sonucu olarak katottan yeterli miktarda elektron yayılamaması nedeniyle başarılı olamadı. Greinacher manyetik alanın etkisi altındaki elektron hareketinin değişikliklerini tanıtan bir temel matematiksel açıklama yayınladı.

1921General Electric firmasından Albert Wallace Hull bu deney düzeneğini kullanarak bir düzgün eksenel manyetik alanın etkisi altındaki elektronların hareketini inceledi. Ve elektron akımının anoda doğru hareketinin manyetik alanı değiştirerek kontrol edilebileceğini gözlemledi.

Hull, çalıştığı firmanın rakibi Western Electric tarafından üretilen yükselteç tüplerine (triyotlara) karşı manyetik kontrollü bir röle ya da yükselteç geliştirmek istiyordu. Bu arada Hull yüksek frekanslı salınımlar elde edilebileceğini olasılığını da 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 günümüzdeki magnetronlarda da olduğu gibi, bir sabit manyetik alan kullandı. Habann yarıklı 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 Japonya’nun 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 yarıklı magnetronu daha da geliştirdi ve birden fazla çınlayıcıya sahip yarıklı magnetronun patentini 27.Kasım.1935 hazırladı. Bu John Randall'ın ve Henry Boot'ın 1940 yılındaki çalışmalarından çok 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-odacıklı magnetron 1940 tan itibaren Almanya’ya karşı denizaltı savaşında İngiltere’ye büyük bir üstünlük sağladı. Bu mühendisler verimli bir yüksek frekans üretebilmek için dörtten daha fazla çınlayıcıya sahip bir basit magnetron yaptılar ve daha yüksek güçler elde edebilmek için anot bloğunu bir su soğutucu sistemi ile donattılar. Bu magnetron 3 GHz lik frekansta 15 kW darbe gücünü sağlayabilen hafif radar göndericilerin seri üretiminde kullanıldı. B–17 bombardıman uçakları bu radarla donatıldı.

Bu küçük, fakat güçlü radar, 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) açısal ölçümlerde çok iyi bir duyarlılık ve çözünürlük sağlanabildi.

1940 Henry Gutton’un çok-yarıklı bir magnetrondaki baryum-oksit katotları üzerindeki araştırma 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 tungsten katotlara göre daha düşük bir sıcaklıkta daha fazla elektron salabiliyordu ve bu da magnetronun ömrünü çok daha fazla arttırmıştı.

1940 Henry 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.

1941 Kuzey İrlandalı fizikçi James Sayers kısa-devre halkalarına sahip bir magnetron geliştirdi.

1942Alman radarlarında, o tarihlerde 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 bölgesindeki üstünlükleri anlaşıldı. Özellikle o tarihe kadar bu aygıtları ele geçirme imkânı olamamıştı. Ancak bu bilgilerin endüstriyel üretimde kullanılması için vakit çok geçti.
Bilgi notu: Christopher Schumacher tarafından yazılan Araştırma, Silahlanma ve Savaş (Forschung, Rüstung und Krieg)


Sponsors: