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多腔磁控管

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多腔磁控管示意圖
多腔磁控管示意圖

多腔磁控管是產生大功率超高頻振盪的一種高效率微波電子管

它的陰極一般是由整塊金屬製成的圓柱體,在陽極上開有很多個諧振腔;由圓柱形熱陰極發射的電子流受到陽極與陰極間的電場和外加軸向恆定磁場的作用,形成複雜的運動軌跡,激勵諧振腔產生超高頻振盪;其振盪的能量一般用置於諧振腔內部的耦合環經過同軸線引出;磁控管發生的脈衝功率可以高達10Mw。主要用於雷達發射機、微波爐和其他大功率超高頻振盪器

研發

圖為約翰·藍道爾和哈利·布特(英語:Harry Boot)在伯明翰大學研發的多腔磁控管原件內的微波諧振腔。
圖為約翰·藍道爾哈利·布特英語Harry Boot伯明翰大學研發的多腔磁控管原件內的微波諧振腔。

1935年:A.L.Samuel最早研製出多腔磁控管的模型。同年法國Gutton用磁控管產生16厘米波長[1][2],十一月29日德國人H.E. Hollmann註冊了一項更為出色的多腔磁控管專利。1939年哈利·布特英語Harry Boot約翰·藍道爾製成了完全達到實用標準的多腔磁控管,從而使得大戰中美國的分米級別雷達技術突飛猛進。而蘇聯卻於40年代出版的刊物上聲稱兩名蘇聯學者先於36年製成了多腔磁控管,以將它的發明歸功於自己名下(其類似的主張在飛機,無線電等多項榮譽中屢見不鮮),卻無法掩蓋大戰中蘇聯雷達與無線電技術落後,成為各交戰國中唯一在二戰時往夜間戰鬥機上裝米波雷達國家以及其戰列艦還要裝英國的艦載雷達的事實[3]

原理

藉由相互垂直的磁場和電場形成的高頻電磁場,電子與高頻電磁場發生相互作用,產生微波能。 電子從位於中心的陰極射出,被勞倫茲力誘導呈現螺旋運動,在其運動路徑被施加電場做震盪,產生高頻輻射。

應用

雷達

在一個雷達裝置中,磁控管的波導被連接到天線。磁控管被施加電壓的極短脈衝操作,導致高功率微波能量的短脈衝被輻射。如在所有主雷達系統中,輻射反射離開一個目標被分析以產生一個屏幕上的雷達圖像。

加熱

微波爐中,波導引出的射頻透明端口到烹飪室中。

照明

在微波激發照明系統,比如微波硫燈,一個磁控管提供一個微波場通過波導傳遞到包含有發光物質(例如,硫,金屬鹵化物等)的照明腔。這些燈比照明的其它方法要複雜得多,雖然高效但不常用。

參看

注釋

  1. ^ (英文) Raymond C. Watson, Radar Origins Worldwide: History of Its Evolution in 13 Nations Through Wolrd War II, Trafford Publishing, 2009, p.144-145
  2. ^ Blanchard, p.266-267, 270-271
  3. ^ McLaughlin, p. 402

外部連結

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