詳細(xì)介紹
微波管有微波晶體管和微波電子管兩大類(lèi)。微波晶體管輸出功率較小,一般用于測(cè)量和通訊等領(lǐng)域。微波電子管種類(lèi)很多,常用的有磁控管、速調(diào)管、行波管等。它們的工作原理不同、結(jié)構(gòu)不同、性能各異,在雷達(dá)、導(dǎo)航、通訊、電子對(duì)抗和加熱,科學(xué)研究等方面都得到廣泛的應(yīng)用。由于磁控管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、工作電壓低、電源簡(jiǎn)單和適應(yīng)負(fù)載變化的能力強(qiáng),因而特別適用于微波加熱和微波能的其他應(yīng)用。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(lèi)。微波加熱設(shè)備主要工作于連續(xù)波狀態(tài),所以多用連續(xù)波磁控管。
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。
磁控管種類(lèi)很多,這里主要介紹多腔連續(xù)波磁控管。
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)。下面分別介紹各部分的結(jié)構(gòu)及其作用。
1 陽(yáng)極
陽(yáng)極是磁控管的主要組成之一,它與陰極一起構(gòu)成電子與高頻電磁場(chǎng)相互作用的空間。在恒定磁場(chǎng)和恒定電場(chǎng)的作用下,電子在此空間內(nèi)完成能量轉(zhuǎn)換的任務(wù)。磁控管的陽(yáng)極除與普通的二極管的陽(yáng)極一樣收集電子外,還對(duì)高頻電磁場(chǎng)的振蕩頻率起著決定性的作用。
陽(yáng)極由導(dǎo)電良好的金屬材料(如無(wú)氧銅)制成,并設(shè)有多個(gè)諧振腔,諧振腔的數(shù)目必須是偶數(shù),管子的工作頻率越高腔數(shù)越多。陽(yáng)極諧振腔的型式常為孔槽形、扇形和槽扇型,陽(yáng)極上的每一個(gè)小諧振腔相當(dāng)于一個(gè)并聯(lián)的2C振蕩回路。以槽扇型腔為例,可以認(rèn)為腔的槽部分主要構(gòu)成振蕩回路的電容,而其扇形部分主要構(gòu)成振蕩回路的電感。由微波技術(shù)理論可知,諧振腔的諧振頻率與腔體的幾何尺寸成反比。腔體越大其工作頻率越低。于是,我們可以根據(jù)腔體的尺寸來(lái)估計(jì)它的工作頻段。磁控管的陽(yáng)極由許多諧振腔耦合在一起,形成一個(gè)復(fù)雜的諧振系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的諧振腔頻率主要決定于每個(gè)小諧振腔的諧振頻率,我們也可以根據(jù)小諧振腔的大小來(lái)估計(jì)磁控管的工作頻段。
磁控管的陽(yáng)極諧振系統(tǒng)除能產(chǎn)生所需要的電磁振蕩外,還能產(chǎn)生不同特性的多種電磁振蕩。為使磁控管穩(wěn)定的工作在所需的模式上,常用"隔型帶"來(lái)隔離干擾模式.隔型帶把陽(yáng)極翼片一個(gè)間隔一個(gè)地連接起來(lái),以增加工作模式與相鄰干擾模式之間的頻率間隔。