www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Principiile Radiolocaţiei

Magnetron

Figura 1: MI 29G - magnetron cu lungime de undă de centimetru

Figura 1: MI 29G - magnetron cu lungime de undă de centimetru

Magnetron

În domeniul lungimilor de undă decimetrice și centimetrice, magnetronul multirezonator este un dispozitiv de generare eficient. Un magnetron este un dispozitiv pentru generarea de oscilații electromagnetice la frecvențe foarte înalte (microunde), bazat pe interacțiunea electronilor care se deplasează într-un câmp magnetic de-a lungul unor traiectorii curbilinii cu câmpul electromagnetic care urmează să fie excitat.

Designul magnetronilor

Un magnetron multi-rezonator tipic este un dispozitiv (figura 2) care are un catod cilindric cu un preîncălzitor în centru, înconjurat de un sistem multi-rezonator într-o unitate de anod de cupru. Inducția magnetică este direcționată de-a lungul axei magnetronului. Tensiunea anodică Ua între anod și catod creează un câmp electric perpendicular pe câmpul magnetic.

Cea mai simplă diagramă echivalentă a rezonatorului

Figura 3: Cea mai simplă diagramă echivalentă a rezonatorului

Figura 3: Cea mai simplă diagramă echivalentă a rezonatorului

Cea mai simplă diagramă echivalentă a rezonatorului

Figura 3: Cea mai simplă diagramă echivalentă a rezonatorului

Schnittmodell eines Magnetrons
cabluri de încălzire
rezonator
catod
spațiu de
interacțiune
rezonator
bloc anodic
bucla de
transmisie
linie coaxială

Figura 2: Diagrama schematică a unui magnetron de proiectare

cabluri de încălzire
rezonator
catod
spațiu de
interacțiune
rezonator
bloc anodic
bucla de
transmisie
linie coaxială

Figura 2: Diagrama schematică a unui magnetron de proiectare

Schnittmodell eines Magnetrons
cabluri de încălzire
rezonator
catod
spațiu de
interacțiune
rezonator
bloc anodic
bucla de
transmisie
linie coaxială

Figura 2: Diagrama schematică a unui magnetron de proiectare

Spațiul dintre catod și blocul anodic se numește spațiu de interacțiune. În acest spațiu, electronii interacționează cu câmpul de microunde al sistemului rezonator. Electronii dintr-un magnetron sunt controlați prin aplicarea unor câmpuri electrice și magnetice constante asupra fluxului de electroni. Aceste câmpuri sunt perpendiculare unul față de celălalt (câmpuri convergente). Câmpul electric este direcționat radial dinspre blocul anodic spre catod. Câmpul magnetic, uniform în spațiul de interacțiune, este direcționat de-a lungul catodului.

Anodenformen von Magnetrons

Figura 4: Cele mai comune tipuri de rezonatoare magnetronice

Figura 4: Cele mai comune tipuri de rezonatoare magnetronice

Anodenformen von Magnetrons

Figura 4: Cele mai comune tipuri de rezonatoare magnetronice

Распространенные типы магнетронных резонаторов:

  1. Rezonatoare de tip „slit-hole“
  2. Rezonatoare cu lamele
  3. Rezonatoare de diferite dimensiuni
  4. Rezonatoare cilindrice
Traiectorii epitrohoidale ale electronilor într-un magnetron cilindric.

Figura 5: Traiectorii epitrohoidale ale electronilor într-un magnetron cilindric.

Figura 5: Traiectorii epitrohoidale ale electronilor într-un magnetron cilindric.

Figura 5: Traiectorii epitrohoidale ale electronilor într-un magnetron cilindric.

În modul static, fără influența rezonatoarelor u când nu sunt prezente vibrații de înaltă frecvență, câmpul electric accelerează electronul în direcția radială de la catod la anod. Câmpul magnetic deviază electronii în lateral, astfel încât aceștia să ocupe piste circulare. Viteza liniară a centrului cercului de rulare este determinată de raportul dintre intensitatea câmpului electric și inducția magnetică.

Figura 6: Distribuția câmpului electric microunde u calea electronilor

Figura 6: Distribuția câmpului electric microunde u calea electronilor

Figura 6: Distribuția câmpului electric microunde u calea electronilor

Câmpul de înaltă frecvență al rezonatoarelor este, de asemenea, implicat în controlul fluxului de electroni. Câmpurile electromagnetice ale rezonatoarelor sunt interconectate prin intermediul spațiului de interacțiune și al cavităților terminale. Electronii în mișcare, care capătă energie cinetică de la modulatorul de impulsuri, interacționează cu câmpul electromagnetic de înaltă frecvență al rezonatoarelor și refac energia câmpului. Magnetronul în cauză utilizează fascicule pentru a menține un mod de lucru de oscilație.

Fluxul de electroni în rotație al magnetronului generator

Figura 7: Fluxul de electroni în rotație al magnetronului generator

Figura 7: Fluxul de electroni în rotație al magnetronului generator

Fluxul de electroni în rotație al magnetronului generator

Figura 7: Fluxul de electroni în rotație al magnetronului generator

Fluxul de electroni din magnetronul generator este de tip „rază“ (figura 7) și se rotește în spațiul de interacțiune.

Ieșirea de energie este coaxială și se realizează prin intermediul unei bucle incluse într-unul dintre rezonatoare. În spațiul de interacțiune al magnetronului, au loc procese de emisie și emisie secundară, se formează cheaguri de electroni și energia este transferată în câmpul de înaltă frecvență.