磁控管是一种微波管。 在讨论磁控管及其相关主题之前，让我们先了解一些基本定义。

微波管是产生微波的装置，是产生线性束管的电子枪。磁控管是一种真空管，它借助于磁场和电子束的相互作用产生微波频率范围的信号。磁控管消耗大功率，其频率取决于管腔的物理尺寸。 磁控管和其他类型的微波管之间有一个主要区别。 磁控管仅用作振荡器而不用作放大器，而是用作 速调管 （微波管）可以用作放大器和振荡器。

磁控管微波的简史

西门子公司在科学家汉斯·格迪安（Hans Gerdien）的指导下，于1910年开发了第一台磁控管。 瑞士物理学家海因里希·格雷纳赫（Heinrich Greinacher）通过他自己失败的电子质量计算实验，发现了电子在交叉的电场和磁场中运动的想法。 他在1912年左右开发了数学模型。

在美国，阿尔伯特·赫尔（Albert Hull）开始致力于通过磁场而不是传统的静电场来控制电子的运动。 启动该实验是为了绕过Western Electric的“三极管”专利。

赫尔开发了一种类似于磁控管的设备，但它无意产生微波频率的信号。 捷克物理学家August?á?ek和德国物理学家Erich Habann独立发现，磁控管可以产生具有微波范围频率的信号。

雷达的发明和日益普及增加了对可以产生更短波长微波的设备的需求。

在1940年，伯明翰大学的John Randall爵士和Harry Boot研制出了腔磁控管的工作原型。 最初，该设备产生了约400瓦的功率。 诸如水冷和其他一些改进的进一步发展将产生的功率从400 W提高到1 kW，然后又提高到25 kW。

英国科学家开发的磁控管中存在一个与频率不稳定性有关的问题。 1941年，詹姆斯·塞耶斯（James Sayers）解决了这个问题。

磁控管的应用

磁控管是一种有益的装置，在各个领域都有多种应用。 让我们讨论其中的一些。

雷达中的磁控管： 将磁控管用于雷达，用于产生高功率微波频率的短脉冲。 磁控管的波导与雷达内的任何天线相连。

磁控管有几个因素会导致雷达复杂化。 其中之一是与频率不稳定性有关的问题。 这个因素产生了频移问题。

第二个特征是磁控管产生具有更宽带宽功率的信号。 因此，接收器应具有更宽的带宽来接受它们。 现在，具有更宽的带宽，接收器还接收到某种不需要的噪声。

磁控管加热| 磁控管微波炉： 磁控管用于产生进一步用于加热的微波。 在微波炉内部，首先，磁控管产生微波信号。 然后， 波导 将信号传输到射频透明端口，进入食物室。 腔室具有固定尺寸，并且也靠近磁控管。 这就是为什么驻波模式被旋转电机随机化的原因，旋转电机旋转室内的食物。

磁控管照明： 有许多可用磁控管激发的设备。 诸如硫磺灯之类的设备就是此类灯的主要示例。 在设备内部，磁控管产生微波场，该微波场由波导进行。 然后，信号通过发光腔。 这些类型的设备很复杂。 如今，不再使用它们代替诸如氮化镓（gan）或HEMTs之类的更浅层的元素。

磁控管的构造

磁控管在部署在电网上时被分组为二极管。 磁控管的阳极被设置成一个由铜制成的圆柱形块。 在灯管的中心有一些带有灯丝引线和阴极的灯丝-灯丝引线有助于将阴极和灯丝与灯心保持在中心。 阴极由高发射率材料制成，并对其进行加热以进行操作。

该管具有8至20个谐振腔，这些谐振腔是围绕其圆周的圆柱形孔。 内部结构分为几个部分：管中存在的腔数。 管子的划分是通过将空腔连接到中心的狭窄槽口来完成的。

每个腔的功能就像一个 并联谐振电路 阳极铜块的远端壁用作电感器。 叶片尖端区域被认为是电容器。 现在，电路的谐振频率取决于谐振器电路的物理尺寸。  

显然，如果一个谐振腔开始振荡，它将激发其他谐振腔，并且它们也开始振荡。 但是，每个腔都有一个特性。 如果一个腔开始振荡，则下一个腔以相位延迟180度开始振荡。 这适用于每个腔体。 现在，一系列振荡产生了一个独立的慢波结构。 这就是为什么这种类型的磁控管构造也被称为“多腔行波磁控管”的原因。

阴极提供能量转移机制所需的电子。 如前所述，阴极位于灯管的中心，由灯丝引线进一步设置。 阴极和阳极之间有一个需要保持的特殊开放空间。 否则会导致设备故障。