Magnetron
Rysunek 1: MI 29G - Magnetron o zakresie długości fali centymetrowej
Magnetron
W zakresie długości fal w decydmetrach i centymetrach efektywnym generatorem jest wielorezonansowy
magnetron.
Magnetron jest urządzeniem do generowania ultra-wysokiej częstotliwości oscylacji elektromagnetycznych (UHF),
opartych na oddziaływaniu elektronów poruszających się w polu magnetycznym po krzywoliniowych trajektoriach
z polem elektromagnetycznym wzbudzanym.
Urządzenie Magnetronowe
Typowy wielorezonator magnetronowy to urządzenie (Rys. 2) osadzone na cylindrycznej katodzie z podgrzewaczem, otoczone układem wielorezonatorów wykonanych w miedzianym bloku anodowym. Indukcja magnetyczna jest skierowana wzdłuż osi magnetronu. Napięcie anodowe Ua pomiędzy anodą a katodą tworzy pole elektryczne prostopadłe do pola magnetycznego.
Rysunek 3: Najprostszy równoważny schemat rezonatora
Rysunek 3: Najprostszy równoważny schemat rezonatora
grzewcze
interakcji
Rysunek 2: Przekrój przykładowego magnetronu
grzewcze
interakcji
Rysunek 2: Przekrój przykładowego magnetronu
grzewcze
interakcji
Rysunek 2: Przekrój przykładowego magnetronu
Przestrzeń pomiędzy katodą a blokiem anodowym nazywana jest przestrzenią voyeymode. W tej przestrzeni elektrony oddziałują z polem mikrofalowym układu rezonatora. Sterowanie elektronami w magnetronie jest wysuszane poprzez oddziaływanie na elektrony stałych pól elektrycznych i magnetycznych. Pola te działają w płaszczyznach prostopadłych do siebie (pola pośredniczące). Pole elektryczne jest skierowane promieniowo od jednostki anodowej do katody. Pole magnetyczne, jednolite w przestrzeni oddziaływania, jest skierowane wzdłuż katody.
Rysunek 4: Najczęściej spotykane typy rezonatorów magnetronowych
Rysunek 4: Najczęściej spotykane typy rezonatorów magnetronowych
Możliwe kształty rezonatorów pokazano na rysunku 4, na którym pokazano cztery różne kształty anod w jednym kwadrancie każdy:
- typ szczeliny rezonatora;
- rezonator Typ sektora okrągłego (lub typu mostowego);
- rezonator typu Rising Sun;
- typ otworu rezonatora.
Rysunek 5: Epitrochoidalne trajektorie elektronów w cylindrycznym magnetronie..
Rysunek 5: Epitrochoidalne trajektorie elektronów w cylindrycznym magnetronie.
W trybie statycznym, bez wpływu rezonatorów u, gdy nie występują drgania o wysokiej częstotliwości, pole elektryczne przyspiesza elektron w kierunku promieniowym od katody do anody. Pole magnetyczne odchyla elektron od boku, tak że zajmują one okrągłe tory. Prędkość liniowa środka okręgu tocznego jest określana na podstawie stosunku natężenia pola elektrycznego do indukcji magnetycznej.
Rysunek 6: Rozkład pola elektrycznego mikrofalowego u trajektorie elektronów
Rysunek 6: Rozkład pola elektrycznego mikrofalowego u trajektorie elektronów
Pole wysokiej częstotliwości reonatorów jest również zaangażowane w elektroniczną kontrolę przepływu. Pola elektromagnetyczne rezonatorów są połączone przez przestrzeń interakcji i jamy końcowe. Poruszające się elektrony, pozyskując energię kinetyczną z modulatora impulsowego, oddziałują z polem elektrycznym rezonatorów o wysokiej częstotliwości i uzupełniają energię pola. W celu utrzymania roboczego rodzaju oscylacji w rozważanych wiązkach magnetronowych stosuje się.
Rysunek 7: Obrotowy strumień elektronów generującego magnetronu
Rysunek 7: Obrotowy strumień elektronów generującego magnetronu
Rysunek 7: Obrotowy strumień elektronów generującego magnetronu
Przepływ elektroniczny w magnetronie generującym ma kształt „szprychy” (Rys. 7) i obraca się w przestrzeni oddziaływania.
Wyjście energii jest współosiowe i odbywa się za pomocą pętli zawartej w jednym z rezonatorów. W przestrzeni oddziaływania magnetronu zachodzą procesy emisji i emisji wtórnej, powstają skrzepy elektroniczne, a energia jest przekazywana do pola wysokiej częstotliwości.