文档介绍：磁控管磁控管 1 摘要一、概述二、磁控管工作原理三、磁控管结构四、磁控管性能参数及测试五、磁控管使用要注意的问题 2 一、概述磁控管是微波电子管的一种,是一种重入式谐振型正交场振荡器,通常作为高功率微波能发生器。它最主要的特点是高效率和低工作电压,其次是由于结构简单而带来的体积小、重量轻、使用方便、工作可靠和成本低等特点。主要用于雷达、通讯、电子对抗、微波加热等方面。随着微波理疗、微波辐射武器、微波等离子推进、微波促进化学反应等方面的发展,磁控管行业也得到了较大发展。 3 一、概述磁控管由于工作状态不同,可分为脉冲磁控管和连续波磁控管二类,前者主要用于雷达、通讯、电子对抗等,后者主要用于微波加热及医疗等微波设备,主要有三种: ?300 W以下的供理疗用?400-1000 W供微波炉加热用?1000 W以上供工、农业使用工作频率有 915 MHz 和2450 MHz 两种 4 二、工作原理一、总论磁控管从原理上来讲是一种特殊的二极管,它有一个圆筒状的阴极以及一个与之同轴的阳极。在工作过程中阴极发射出的电子流在外部直流电场中获得动能, 并将动能的一部分转换成振荡体系的交变电场,就使振荡体系维持稳定的振荡过程,振荡体系通过天线耦合发射出微波。重点:能量的来源;能量的交换。二、静态磁控管的基本特征为了使问题简单,我们先来研究一下在平板电极系统中存在正交的直流电磁场时电子的运动特征,这样的磁控管称为“静态磁控管”。 5 静态磁控管系统如下图所示: 假设两个无限大的相互平行的平板电极(近似磁控管的阴极与阳极)间的距离为 d,两个极板之间的直流电压为 V,这时两极之间的直流电场为 E=V/d ;两极板之间还同时存在一个与图面垂直的均匀直流磁场,其磁感应强度为 B。二、工作原理 6 1、静态磁控管中电子的运动(电场+磁场) 如无磁场,则电子逸出阴极之后,就会在电场力的作用下直接向阳极运动,此电场力若除电场之外,在阴极—阳极空间还有一个磁场,那么电子运动的轨迹就不再是直线。假设磁场强度是 B, 磁场方向与图面垂直,这时,电子就受到电场和磁场两种外力的作用。磁场对电子的作用力是: 在电子运动的全过程中,电场力 F始终保持不变。但磁场力不但大小要变,而且方向也变 7 当磁通密度 B=0 时为直线 1; B﹤B KP时为曲线 2; B=B KP时为曲线 3; B﹥B KP时为曲线 4。 1、静态磁控管中电子的运动 8 2、磁控管中的谐振系统多腔磁控管中的高频系统是一个有许多小的谐振腔组成的谐振系统,这些小的谐振腔的数目在厘米波段上的管子中,一般可有 8~32 个,毫米波段会更多些。这些谐振腔均匀的分布在阳极圆周上,而且每一腔的缝隙口均与相互作用空间相通,每个小腔不是孤立的,他们通过相互作用空间和管子的顶部空间相互耦合在一起,从而形成一个复杂的多腔谐振系统。 9 现在我们设想一种“展开”式的磁控管,组成阳极块的谐振腔不象平常一样排列在圆周上,而是排列成一条直线(图 12 )。阳极与阴极之间有外加电源 Ua 构成足够大的电位差,并有一均匀磁场方向垂直图面向里。电子流在恒定磁场与电场作用下, “吹过”电谐振器,此时,电子流就按摆线的轨迹运动电子流的速度达到固定值 Ve 时,在谐振器中建立起振荡。 3、磁控管的自激 10