Магнетрон
From Wikipedia, the free encyclopedia
Магнетрон је вакуумска цев велике снаге која се користила у раним радарским системима и тренутно у микроталасним пећницама и линеарним акцелераторима честица. Он генерише микроталасе користећи интеракцију струје електрона са магнетним пољем док се креће поред низа резонаторских шупљина, који су мале, отворене шупљине у металном блоку. Електрони пролазе поред шупљина и изазивају осцилацију микроталаса у унутрашњости, слично функционисању звиждаљке која производи тон када је побуђена струјом ваздуха која се дува поред свог отвора. Резонантна фреквенција распореда је одређена физичким димензијама шупљина. За разлику од других вакуумских цеви, као што су клистрон или цев прогресивног таласа (TWT), магнетрон не може да функционише као појачало за повећање интензитета примењеног микроталасног сигнала; магнетрон служи искључиво као осцилатор, генеришући микроталасни сигнал из струје једносмерне струје која се доводи у вакуумску цев.
Употреба магнетних поља као средства за контролу тока електричне струје била је подстакнута проналаском Аудиона од стране Ли де Фореста 1906. Алберт Хал из Џенерал Електрикове истраживачке лабораторије започео је развој магнетрона како би избегао де Форестове патенте,[1] али они никада нису били потпуно успешни. Други експериментатори су прихватили Халов рад и кључни напредак, коришћење две катоде, увео је Хабан у Немачкој 1924. Даља истраживања су била ограничена све до Окабеовог јапанског рада из 1929. у коме се бележи производња сигнала таласне дужине центиметра, што је довело до интересовања широм света. Развој магнетрона са више катода предложио је А.Л. Самуел из [Bell Telephone Laboratories[|Бел Телефон Лабораторија]] 1934. године, што је довело до дизајна Постумуса 1934. и Ханса Холмана 1935. Производњу су преузели Филипс, Џенерал Електрик (), Телефункен и други, ограничено на око 10 W излаза. У то време клистрон је производио више снаге и магнетрон није био у широкој употреби, иако су Алексереф и Малеароф направили уређај од 300 W у СССР-у 1936. године (што је објављено 1940. године).[1]
Магнетрон са шупљином је био радикално побољшање које су увели Џон Рендал и Хари Бут на Универзитету у Бирмингему, Енглеска 1940. године.[2] Њихов први радни пример произвео је стотине вати на таласној дужини од 10 , што је у то време било достигнуће без преседана.[3] У року од неколико недеља, инжењери у -у су побољшали ово на знатно више од киловата, а за неколико месеци 25 киловата, преко 100 до 1941. су се приближавали мегавату до 1943. Импулси велике снаге су генерисани из уређаја величине мале књиге и емитовање са антене дугачке само неколико центиметара, смањујући величину практичних радарских система за више редова величине.[4] Појавили су се нови радари за ноћне ловце, противподморничке авионе, па чак и за најмање пратеће бродове,[4] и од тог тренутка савезници у Другом светском рату су имали предност у радарима коју њихови колеге у Немачкој и Јапану никада нису могли да досегну. До краја рата, практично сваки савезнички радар био је заснован на магнетрону.
Магнетрон је наставио да се користи у радару у послератном периоду, али је изгубио на популарности током 1960-их када су се појавили клистрони велике снаге и цеви прогресивних таласа. Кључна карактеристика магнетрона је да се његов излазни сигнал мења од импулса до импулса, и по фреквенцији и по фази. Ово га чини мање погодним за поређења импулса са импулсом за извођење индикације покретних циљева и уклањање „нереда“ са радарског дисплеја.[5] Магнетрон је и даље у употреби у неким радарским системима, али је постао много чешћи као јефтин извор за микроталасне пећнице. У овом облику, данас је у употреби преко милијарду магнетрона.[5][6]