Резонаторный магнетрон
-
История и развитие магнетрона
- Магнетрон был изобретен в 1906 году Ли де Форестом.
- Альберт Халл начал разработку магнетронов в 1924 году.
- В 1934 году А. L. Сэмюэль предложил магнетрон с несколькими катодами.
- В 1940 году Джон Рэндалл и Гарри Бут представили полостной магнетрон.
-
Принцип работы магнетрона
- Магнетрон генерирует микроволны, используя взаимодействие электронов с магнитным полем.
- Электроны проходят мимо полостей, вызывая колебания микроволн.
- Резонансная частота определяется размерами полостей.
-
Применение магнетрона
- Магнетрон не может усиливать сигнал, но служит электронным генератором.
- В 1940-х годах магнетрон использовался в радиолокации, но позже уступил место клистронам и лампам бегущей волны.
- В настоящее время магнетрон используется в микроволновых печах.
-
Конструкция и эксплуатация
- Магнетрон состоит из катода, анода и управляющей сетки.
- В магнетроне используется магнитное поле для управления потоком электронов.
- Магнетрон с раздельным анодом увеличил мощность и стабильность работы.
-
Резонаторный магнетрон
- Магнетрон с резонансным резонатором работает на физических принципах, а не на внешних цепях или полях.
- Состоит из металлического цилиндра с отверстиями, образующими резонаторы.
- Электроны движутся по изогнутым траекториям, создавая колебательные токи.
- Колебания генерируют микроволновую энергию, которая извлекается через отвод.
-
Общие черты магнетронов
- Состоят из цилиндрического катода, помещенного в вакуумную камеру.
- Магнитное поле создает спиральное движение электронов.
- Полости с прорезями создают высокочастотное радиополе.
- Частота не поддается точному контролю, но не является проблемой для некоторых применений.
-
Применение магнетронов
- Радар: магнетрон излучает короткие импульсы, но нестабильность частоты и широкий частотный спектр требуют улучшений.
- Отопление: магнетрон создает стоячие волны в камере для приготовления пищи.
- Освещение: магнетрон создает микроволновое поле для серных ламп, но современные методы используют полупроводники.
-
История магнетронов
- Изобретен Гансом Гердином в 1910 году.
- Генрих Грейнахер разработал математические модели движения электронов.
- Альберт Халл применил работу Грейнахера для обхода патентов Western Electric.
-
История магнетрона
- Western Electric купила патенты Ли Де Фореста на управление током через «сетку»
- Халл использовал переменное магнитное поле для управления потоком электронов
- В 1921 году Халл опубликовал статьи и патенты на концепцию магнетрона
-
Ранние разработки
- В 1924 году Жачек и Хабанн независимо обнаружили, что магнетрон может генерировать УКВ волны
- В 1935 году Холлман разработал многополостный резонансный магнетрон
- В 1940 году Рэндалл и Бут создали рабочий прототип резонаторного магнетрона
-
Вторая мировая война
- В 1940 году магнетрон был использован в миссии Tizard
- В 1941 году Bell Labs начала копировать магнетрон
- Магнетрон изменил ход войны, позволив разработать бортовые радарные системы
-
Влияние на технологии
- Магнетрон стал основой для микроволновых печей
- Магнетроны использовались в радарах, повышая их производительность
- Магнетроны сделали линкоры союзников более смертоносными
-
Опасности и риски
- Магнетроны могут перегревать хрусталик глаза, вызывая катаракту
- Магнетроны представляют опасность поражения электрическим током
- Магнетроны содержат радиоактивные металлы, но риск развития рака невелик
-
История изобретения магнетрона
- Ганс Эрих Холлманн подал патент на «Magnetron» 27 ноября 1935 года.
- Бухгольц, Х. (1943) описал объемный резонатор.
- Картер, постскриптум (1944) предложил высокочастотный резонатор и схему для его использования.
- Картер, постскриптум (1944) и (1948) снова описали схему объемного резонатора.
- Спенсер, П.Л. (1946) описал корпус магнетрона.
- Рекс, Х.Б. (1952) предложил индуктивно-емкостный резонансный контур.
- Декстер, Южная Каролина (1959) описал генераторные схемы клапанов и радиочастотные выходные муфты.