磁控管是一種用來(lái)產(chǎn)生微波能的電真空器件。實(shí)質(zhì)上是一個(gè)置于恒定磁場(chǎng)中的二極管。管內(nèi)電子在相互垂直的恒定磁場(chǎng)和恒定電場(chǎng)的控制下，與高頻電磁場(chǎng)發(fā)生相互作用，把從恒定電場(chǎng)中獲得能量轉(zhuǎn)變成微波能量，從而達(dá)到產(chǎn)生微波能的目的。同時(shí)，磁控管是一種消耗品，容易老化和消磁。

磁控管由一密封真空管組成，管內(nèi)有一柱形中心陰極(電子源)，置于一柱形陽(yáng)極里，電子被靜電場(chǎng)吸引流至陽(yáng)極。沿真空管軸的一穩(wěn)定磁場(chǎng)使電子偏離其徑向路程，繞陰極旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生微波頻率的振蕩。

磁控管工作原理

磁控管是一種用來(lái)產(chǎn)生微波能的電真空器件。實(shí)質(zhì)上它是一個(gè)置于恒定磁場(chǎng)中的二極管。管內(nèi)電子在相互垂直的恒定磁場(chǎng)和恒定電場(chǎng)的控制下,與高頻電磁場(chǎng)發(fā)生相互作用,把從恒定電場(chǎng)中獲得能量轉(zhuǎn)變成微波能量,達(dá)到產(chǎn)生微波能的目的。

磁控管由于工作狀態(tài)的不同可分為脈沖磁控管和連續(xù)波磁控管兩類。

磁控管由管芯和磁鋼(或電磁鐵)組成。管芯的結(jié)構(gòu)包括陽(yáng)極、陰極、能量輸出器和磁路系統(tǒng)等四部分。管子內(nèi)部保持高真空狀態(tài)。

磁控管通常工作在π模,相鄰兩個(gè)諧振腔腔口處微波電場(chǎng)相位正好相差180°,即微波電場(chǎng)方向正好相反。雖然這種微波場(chǎng)為駐波場(chǎng),但在π模的情況下,相當(dāng)于兩個(gè)相同的微波場(chǎng)在圓周上沿相反的方向運(yùn)動(dòng),兩個(gè)場(chǎng)的相速值相等。從陰極發(fā)射出的電子在正交電磁場(chǎng)作用下作輪擺線運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)直流電壓和恒定磁場(chǎng),使電子在圓周方向的平均漂移速度正好等于在其方向上運(yùn)動(dòng)的一個(gè)微波場(chǎng)的相速,電子就可以與微波場(chǎng)作同步運(yùn)動(dòng)。

在同步運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,處在微波減速場(chǎng)中的那部分電子將自己的直流位能逐漸交給微波場(chǎng),并向陽(yáng)極靠攏,最后為陽(yáng)極所收集。這部分電子向微波場(chǎng)轉(zhuǎn)移能量。處在微波加速場(chǎng)的那部分電子從微波場(chǎng)獲得能量并向陰極運(yùn)動(dòng),最后打在陰極上。這部分電子在回轟陰極時(shí)打出次級(jí)電子,使互作用空間電子的數(shù)量因之增加。

在互作用空間的電子中有利電子占絕大多數(shù),而且均在向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,有利電子回旋的時(shí)間又較長(zhǎng),它們能夠充分地將直流位能輪換成微波能量;回轟陰極的電子比較少,而且它們從陰極發(fā)射后不久就打在陰極上,因而從微波場(chǎng)吸收能量也較少。這樣,互作用空間全部電子與微波場(chǎng)相互作用的總的效果是,電子將直流位能交給微波場(chǎng),在磁控管中建立起穩(wěn)定的微波振蕩。