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Magnetrón

Figura 1: MI 29G - Magnetrón de longitud de onda centimétrica

Figura 1: MI 29G - Magnetrón de longitud de onda centimétrica

Magnetrón

En las gamas de longitudes de onda decimétricas y centimétricas, el magnetrón multirresonador es un dispositivo generador eficaz.
Un magnetrón es un dispositivo para generar oscilaciones electromagnéticas a ultra alta frecuencia (microondas) basado en la interacción de los electrones que se desplazan en un campo magnético a lo largo de trayectorias curvilíneas con el campo electromagnético a excitar.

Estructura de un magnetrón

Типичный многорезонаторный магнетрон представляет собой устройство (рис. 2), в центре которого вдоль оси расположен цилиндрический катод с подогревателем, окруженный многорезонаторной системой, выполненной в медном анодном блоке. Магнитная индукция направлена вдоль оси магнетрона. Анодное напряжение Ua между анодом и катодом создает электрическое поле, перпендикулярное магнитному.

Resonador del magnetrón mostrado como un circuito resonante

Figura 3: Estructura básica de un magnetrón

Figura 3: Resonador del magnetrón mostrado como un circuito resonante

Resonador del magnetrón mostrado como un circuito resonante

Figura 3: Resonador del magnetrón mostrado como un circuito resonante

Schnittmodell eines Magnetrons
cables de calefacción
resonador
cátodo
espacio de
interacción
resonador
bloque de ánodo
Elemento de
desacoplamiento
línea coaxial

Figura 2: Estructura básica de un magnetrón

cables de calefacción
resonador
cátodo
espacio de
interacción
resonador
bloque de ánodo
Elemento de
desacoplamiento
línea coaxial

Figura 2: Estructura básica de un magnetrón

Schnittmodell eines Magnetrons
cables de calefacción
resonador
cátodo
espacio de
interacción
resonador
bloque de ánodo
Elemento de
desacoplamiento
línea coaxial

Figura 2: Estructura básica de un magnetrón

El espacio entre el cátodo y el bloque anódico se denomina espacio de interacción. En este espacio, los electrones interactúan con el campo de microondas del sistema de resonancia. Los electrones de un magnetrón se controlan aplicando campos eléctricos y magnéticos constantes al flujo de electrones. Estos campos son perpendiculares entre sí (campos convergentes). El campo eléctrico se dirige radialmente desde el bloque anódico hacia el cátodo. El campo magnético, uniforme en el espacio de interacción, se dirige a lo largo del cátodo.

Formas de anodización de los magnetrones

Figura 4: Los tipos más comunes de resonadores de magnetrón

Figura 4: Los tipos más comunes de resonadores de magnetrón

Formas de anodización de los magnetrones

Figura 4: Los tipos más comunes de resonadores de magnetrón

Tipos comunes de resonadores de magnetrón

  1. Resonadores de hendidura
  2. Resonadores de pala
  3. Resonadores de varios tamaños
  4. Resonadores cilíndricos
Trayectorias de electrones epitrocales en un magnetrón cilíndrico.

Figura 5: Trayectorias de electrones epitrocales en un magnetrón cilíndrico.

Figura 5: Trayectorias de electrones epitrocales en un magnetrón cilíndrico.

Figura 5: Trayectorias de electrones epitrocales en un magnetrón cilíndrico.

En modo estático, sin influencia de los resonadores u cuando no hay vibraciones de alta frecuencia, el campo eléctrico acelera el electrón en la dirección radial desde el cátodo hasta el ánodo. El campo magnético desvía los electrones lateralmente, de modo que ocupan pistas circulares. La velocidad lineal del centro del círculo rodante está determinada por la relación entre la intensidad del campo eléctrico y la inducción magnética.

Figura 6: Distribución del campo eléctrico en la trayectoria de los electrones

Figura 6: Distribución del campo eléctrico en la trayectoria de los electrones

Figura 6: Distribución del campo eléctrico en la trayectoria de los electrones

El campo de alta frecuencia de los resonadores también interviene en el control del flujo de electrones. Los campos electromagnéticos de los resonadores se acoplan entre sí a través del espacio de interacción y las cavidades finales. Los electrones en movimiento, que obtienen energía cinética del modulador de impulsos, interactúan con el campo electromagnético de alta frecuencia de los resonadores y reponen la energía del campo. El magnetrón en cuestión utiliza haces para mantener un modo de trabajo de oscilación.

El sistema electrónico de control de calidad se ha convertido en un „rueda de radios”

Figura 7: Flujo de electrones giratorio del magnetrón generador

Figura 7: Flujo de electrones giratorio del magnetrón generador

El sistema electrónico de control de calidad se ha convertido en un „rueda de radios”

Figura 7: Flujo de electrones giratorio del magnetrón generador

El flujo de electrones en el magnetrón generador tiene forma de „rueda de radios” (Figura 7) y gira en el espacio de interacción.

La salida de energía es coaxial y se realiza a través de un bucle incluido en uno de los resonadores. En el espacio de interacción del magnetrón tienen lugar procesos de emisión y de emisión secundaria, se forman coágulos de electrones y se transfiere energía al campo de alta frecuencia.