Приборы генерации СВЧ

Магнетрон является мощным генератором электромагнитных волн сантиметрового диапазона. Его принцип действия базируется на снижении скорости электронов в электрических и магнитных полях. Магнетроны применяются в устройствах радиолокации и нагревательных установках высокой частоты.

Сам термин был введен в обиход в 1921 году А. Халлом, опубликовавшим результаты теоретических исследований и экспериментов работы прибора и предложившим ряд новых конструкций магнетрона. Название прибора удачно прижилось в научной среде, как и названия техники, например, принтеры или шредеры в кругу современных офисных работников.

Чехословацкий физик А. Жачек в 1924 запатентовал применение магнетрона для генерирования электромагнитных колебаний в дециметровом волновом диапазоне. А уже в 40-х годах ХХ века появилась конструкция многорезонаторного магнетрона, позволившая существенно увеличить выходную мощность. Руководил проектом М. А. Бонч-Бруевич.

Магнетрон — это, по сути, мощная электронная лампа, предназначенная для генерации микроволн при взаимодействии потока электронов и магнитного поля. В качестве анода лампы используется медный цилиндр с круглым широким отверстием в центральной его части. По периферии есть еще несколько меньших цилиндрических отверстий одинакового размера. Каждый объёмный резонатор соединен с центральным отверстием анода специальной щелью. Реализация устройства имеет не меньшее значение, нежели продажа плоттеров. Внутри цилиндра – вакуум. Охлаждение обеспечивается ребристыми радиаторами на внешней поверхности.

Магнетронный генератор работает благодаря возбуждению колебаний в объёмных резонаторах, для чего применяется высокое напряжение, прикладываемое между анодом и катодом прибора. Постоянные магниты обеспечивают сильное магнитное поле вокруг всего блока.

Прогрессивные технологии применяются во всех сферах жизни: в образовательной – интерактивные доски, в технической – сложные магнетронные генераторы. Электроны в магнетроне находятся под воздействием двух различных сил, обусловленных наличием электрического и магнитного поля. В результате – электроны искривляют свою траекторию. На сегодня миниатюризации электронных приборов, основанных на подобных принципах, – важнейшая задача.

Полупроводниковая электроника СВЧ переживает период бурного развития. Велика вероятность того, что вскоре будет решена и основная проблема – размеров генераторов.