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多腔磁控管

多腔磁控管示意图

多腔磁控管是产生大功率超高频振荡的一种高效率微波电子管。

它的阴极一般是由整块金属制成的圆柱体,在阳极上开有很多个谐振腔;由圆柱形热阴极发射的电子流受到阳极与阴极间的电场和外加轴向恒定磁场的作用,形成复杂的运动轨迹,激励谐振腔产生超高频振荡;其振荡的能量一般用置于谐振腔内部的耦合环经过同轴线引出;磁控管发生的脉冲功率可以高达10Mw。主要用于雷达发射机、微波炉和其他大功率超高频振荡器。

研发

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多腔磁控管
图为约翰·蓝道尔和哈利·布特(英语:Harry Boot)在伯明翰大学研发的多腔磁控管原件内的微波谐振腔。

1935年:A.L.Samuel**早研制出多腔磁控管的模型。同年法国Gutton用磁控管产生16厘米波长[1][2],十一月29日德国人H.E. Hollmann注册了一项更为出色的多腔磁控管专利。1939年哈利·布特(英语:Harry Boot)和约翰·蓝道尔制成了完全达到实用标准的多腔磁控管,从而使得大战中美国的分米级别雷达技术突飞猛进。而苏联却于40年代出版的刊物上声称两名苏联学者先于36年制成了多腔磁控管,以将它的发明归功于自己名下(其类似的声称在飞机,无线电等多项荣誉中屡见不鲜),却无法掩盖大战中苏联雷达与无线电技术落后,成为各交战国中**在二战时往夜间战斗机上装米波雷达国家以及其战列舰还要装英国的舰载雷达的事实。

原理

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借由相互垂直的磁场和电场形成的高频电磁场,电子与高频电磁场发生相互作用,产生微波能。 电子从位于中心的阴极射出,被劳伦兹力诱导呈现螺旋运动,在其运动路径被施加电场做震荡,产生高频辐射.

应用

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在一个雷达装置中,磁控管的波导被连接到天线。磁控管被施加电压的极短脉冲操作,导致高功率微波能量的短脉冲被辐射。如在所有主雷达系统中,辐射反射离开一个目标被分析以产生一个屏幕上的雷达图像

加热

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在微波炉中,波导引出的射频透明端口到烹饪室中。

照明

在微波激发照明系统,比如微波硫灯,一个磁控管提供一个微波场通过波导传递到包含有发光物质(例如,硫,金属卤化物等)的照明腔。这些灯比照明的方法要复杂得多,虽然高效但不常用。

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  2. 原理
  3. 应用
  4. 加热

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