微波磁控管是微波電子管的一種,是一種重入式諧振型正交場振蕩�,通常作為高功率微波能�(fā)生器。它最主要的特�(diǎn)是高效率和低工作電壓,其次是由于�(jié)�(gòu)簡單而帶來的體積�、重量輕、使用方�、工作可靠和成本低等特點(diǎn)。主要用于雷�(dá)、通訊、電子對�、微波加熱等方面�
磁控管主要包含圓柱形陰極、同軸扇形陽極(它們是耦合諧振�(jié)�(gòu)的端頭)以及單向同軸磁場(必須在電極之間通過�;從原理上來講是一種特殊的二極�。在工作過程中陰極發(fā)射出的電子流在外部直流電場中獲得動能,并將動能的一部分�(zhuǎn)換成振蕩體系的交變電�,就使振蕩體系維持穩(wěn)定的振蕩過程,振蕩體系通過天線耦合�(fā)射出微波�
1 陽極
陽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相互作用的空間。在恒定磁場和恒定電場的作用�,電子在此空間內(nèi)完成能量�(zhuǎn)換的任務(wù)。磁控管的陽極除與普通的二極管的陽極一樣收集電子外,還對高頻電磁場的振蕩頻率起著決定性的作用�
陽極由導(dǎo)電良好的金屬材料(如無氧銅)制成,并�(shè)有多�(gè)諧振腔,諧振腔的�(shù)目必須是偶數(shù),管子的工作頻率越高腔數(shù)越多。陽極諧振腔的型式常為孔槽形、扇形和槽扇型,陽極上的每一�(gè)小諧振腔相當(dāng)于一�(gè)并聯(lián)�2C振蕩回路。以槽扇型腔為例,可以認(rèn)為腔的槽部分主要�(gòu)成振蕩回路的電容,而其扇形部分主要�(gòu)成振蕩回路的電感。由微波技�(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�,我們可以根�(jù)腔體的尺寸來估計(jì)它的工作頻段。磁控管的陽極由許多諧振腔耦合在一�,形成一�(gè)�(fù)雜的諧振系統(tǒng)。這�(gè)系統(tǒng)的諧振腔頻率主要決定于每�(gè)小諧振腔的諧振頻�,我們也可以根據(jù)小諧振腔的大小來估計(jì)磁控管的工作頻段�
磁控管的陽極諧振系統(tǒng)除能�(chǎn)生所需要的電磁振蕩�,還能產(chǎn)生不同特性的多種電磁振蕩。為使磁控管�(wěn)定的工作在所需的模式上,常用"隔型�"來隔離干擾模�.隔型帶把陽極翼片一�(gè)間隔一�(gè)地連接起來,
以增加工作模式與相鄰干擾模式之間的頻率間��
另外,由于�(jīng)能量交換后的電子還具有一定的能量,這些電子打上陽極使陽極溫度升�,陽極收集的電子越�(即電流越�),或電子的能量越大(能量�(zhuǎn)換率越低),陽極溫度越高,因此,陽極需有良好的散熱能力.一般情況下功率管采用強(qiáng)迫風(fēng)�,陽極帶有散熱�.大功率管則多用水�,陽極上有冷卻水套�
2 陰極及其引線
磁控管的陰極即電子的�(fā)射體,又是相互作用空間的一�(gè)組成部分。陰極的性能對管子的工作特性和壽命影響極大,被視為整�(gè)管子的心��
陰極的種類很�,性能各異。連續(xù)波磁控管中常用直熱式陰極,它由鎢絲或純鎢絲繞成螺旋形狀,通電流加熱到�(guī)定溫度后就具有發(fā)射電子的能力。這種陰極具有加熱�(shí)間短和抗電子轟擊能力�(qiáng)等優(yōu)�(diǎn),在連續(xù)波磁控管中得到廣泛的�(yīng)��
此種陰極加熱電流�,要求陰極引線要短而粗,連接部分要接觸良�。大功率管的陰極引線工作�(shí)溫度很高,常用強(qiáng)迫風(fēng)冷散�。磁控管工作�(shí)陰極接負(fù)高壓,因此引線部分應(yīng)有良好的絕緣性能并能滿足真空密封的要�。為防止因電子回轟而使陽極過熱,磁控管工作�(wěn)定后�(yīng)按規(guī)定降低陰極電流以延長使用壽命�
3 能量輸出�
能量輸出器是把相互作用空間中所�(chǎn)生的微波能輸送到�(fù)載去的裝�。能量輸出裝置的作用是無損�,無擊穿地通過微波,保證管子的真空密封,同�(shí)還要做到便于與外部系�(tǒng)相連接。小功率連續(xù)波磁控管大多采用同軸輸出在陽極諧振腔高頻磁場最�(qiáng)的地�。放置一�(gè)耦合�(huán),當(dāng)穿過�(huán)面的磁通量變化�(shí),將在環(huán)上產(chǎn)生高頻感�(yīng)電流,從而將高頻功率引到�(huán)�。耦合�(huán)面積越大耦合越強(qiáng)�
大功率連續(xù)波磁控管常用軸向能量輸出�,輸出天線通過極靴孔洞連接到陽極翼片上。天線一般做成條狀或圓棒也可為錐體。整�(gè)天線被輸出窗密封�
輸出窗常用低損耗特性的玻璃或陶瓷制�。它不須保證微波能量無損耗的通過和具有良好的真空氣密性。大功率管的輸出窗常用強(qiáng)迫風(fēng)冷來降低由于介質(zhì)損耗所�(chǎn)生的熱量�
4 磁路系統(tǒng)
磁控管正常工作時(shí)要求有很�(qiáng)的恒定磁�,其磁場感應(yīng)�(qiáng)度一般為�(shù)千高斯。工作頻率越�,所加磁場越�(qiáng)。磁控管的磁路系�(tǒng)就是�(chǎn)生恒定磁場的裝置。磁路系�(tǒng)分永磁和電磁兩大�。永磁系�(tǒng)一般用于小功率管,磁鋼與管芯牢固合為一體構(gòu)成所謂包裝式。大功率管多用電磁鐵�(chǎn)生磁�,管芯和電磁鐵配合使用,管芯�(nèi)有上、下極靴,以固定磁隙的距雀磁控管工作�(shí),可以很方便的靠改變磁場�(qiáng)度的大小,來�(diào)整輸出功率和工作頻率。另�,還可以將陽極電流饋入電磁線包以提高管子工作的穩(wěn)定��
1、Ebm——陽極電�(KV)
2、Po—� 平均功率(W)
3、η%—� 效率
4、fo—� 頻率(MHz)
5、If—� 燈絲電流 (A)
6、Ib——陽極電流(mA�
7、Ef——燈絲電壓(V�
8、絕緣耐壓
9、微波泄�
磁控管由于工作狀�(tài)不同,可分為脈沖磁控管和連續(xù)波磁控管二類,前者主要用于雷�(dá)、通訊、電子對抗等,后者主要用于微波加熱及�(yī)療等微波�(shè)�,主要有三種�
300W以下的供理療�
400-1000W供微波爐加熱�
1000W以上供工、農(nóng)�(yè)使用
工作頻率�915MHz�2450MHz兩種
磁控管是微波�(yīng)用設(shè)備的心臟,因�,磁控管的正確使用是維護(hù)微波�(shè)備正常工作的必要條件。磁控管在使用時(shí)�(yīng)注意以下幾�(gè)問題�
一、負(fù)載要匹配�
無論什么設(shè)備都要求磁控管的輸出�(fù)載盡可能做到匹配,也就是它的電壓駐波比應(yīng)盡可能的�。駐波大不僅反射功率�,使被處理物料實(shí)際得到的功率減少,而且會引起磁控管跳模和陰極過�,嚴(yán)重時(shí)會損壞管�。跳模時(shí),陽極電流忽然出�(xiàn)跌落。引起跳模的原因除管子本身模式分隔度小外,主要有以下幾�(gè)方面�
?�?) 電源�(nèi)阻太�,空載高而激起非π模式�
?�?)負(fù)載嚴(yán)重失配,不利相位的反射減弱了高頻場與電子流的相互作用,而不能維持正常的π模振蕩�
?�?)燈絲加熱不足,引起�(fā)射不�,或因管�(nèi)放氣使陰極中毒引起發(fā)射不足,不能提供π模振蕩所需的管子電��
為避免跳模的�(fā)�,要求電源內(nèi)阻不能過�,負(fù)載應(yīng)匹配,燈絲加熱電流應(yīng)符合說明書要�
�、冷卻�
冷卻是保證磁控管正常管工作的條件之一,大功率磁控管的陽極常用水冷,其陰極燈絲引出部分及輸出陶瓷窗同時(shí)�(jìn)行強(qiáng)迫風(fēng)�,有些電磁鐵也用�(fēng)冷或水冷。冷卻不良將使管子過熱而不能正常工�,嚴(yán)重時(shí)將燒壞管子。應(yīng)�(yán)禁在冷卻不足的條件下工作�
�、合理調(diào)整陰極加熱功��
磁控管起振后,由于不利電子回轟陰極使陰極溫度升高而處于過熱狀�(tài),陰極過熱將使材料蒸�(fā)加劇,壽命縮短,�(yán)重時(shí)將燒壞陰�。防止陰極過熱的辦法是按�(guī)定調(diào)整降低陰極加熱功率�
四、安裝調(diào)��
目前常用的微波加熱設(shè)備中磁控管放在激勵腔上直接激勵傳輸系�(tǒng)。激勵腔即是能量激勵裝置,又是傳輸系統(tǒng)的一部分。因此激勵腔的性能對磁控管的工作影響極�。激勵腔�(yīng)能將管內(nèi)�(chǎn)生的微波能量有效的傳輸給�(fù)�。為�(dá)此目�,除激勵腔本身的設(shè)�(jì)�,管子在激勵腔上的裝配情況對工作的�(wěn)定性影響極大。正常工作時(shí)管子的陽極與激勵腔接觸部分有很大的高頻電流通過,二者之間必須有良好的接觸,接觸不良將引起高頻打�。天線插入激勵腔的深度直接影響能量的傳輸和管子的工作狀�(tài),應(yīng)按說明書�(guī)定精心裝��
五、保存和�(yùn)�
磁控管的電極材料為無氧銅、可伐等,在�、堿濕氣中易于氧�。因�,磁控管的保存應(yīng)防潮、避開酸堿氣�。防止高溫氧化。包裝式磁控管因帶磁�,應(yīng)防止磁鋼的磁性變�,存在時(shí)�(yīng)在管子周�10厘米�(nèi)不得有鐵磁物�(zhì)存在。管子運(yùn)輸過程中�(yīng)放入專用防振包裝箱內(nèi),以防止受振動撞擊而受損壞�
維庫電子�,電子知識,一查百��
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