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科学小贴士之磁控管工作原理

2015-08-28 17:57:52

我们了解什么是磁控管后,那其的工作原理是什么呢?请随小编继续往下看。磁控管通常工作在π模,相邻俩谐振腔腔口处微波电场相位刚好相差180°,就是与微波电场的方向正好相反。虽然微波场为驻波场,但是在π模的...



我们了解什么是磁控管后,那其的工作原理是什么呢?请随小编继续往下看。
磁控管通常工作在π模,相邻俩谐振腔腔口处微波电场相位刚好相差180°,就是与微波电场的方向正好相反。虽然微波场为驻波场,但是在π模的作用下,就相当于俩个相同的微波场在圆周上以相反的方向运动,并且俩个场的相速值相等。从阴极发射出的电子在正交电磁场的作用下作轮摆线运动。调节直流电压和恒定磁场,使电子与微波场作同步作用。  在这个同步作用过程中,处在减速场的电子将自己的直流位能逐渐交给微波场,并且向阳极靠拢,最后被阳极所吸收(有利电子);处在加速场的电子醋微波场获得能量,并且向阴极靠拢,最后打在阴极上(不利电子)。
磁控管的内部结构
1——阴极;2——阳极;3——天线;4——磁铁
  接下来会在空间形成轮辐状电子云,其原理就是不利电子在回轰阴极时会产生大量的次级电子,增加在互作用空间电子的数量。最大减速场是电子的群聚中心,在其俩旁的电子都会受到其力的作用而向中心聚拢;与之相反是最大加速场是电子的散聚中心,在其附近的电子都受到其力的作用而向左右俩边运动,转化成有利电子。因此在此过程中,不利电子的数量会越来越少,而有利电子的数量会随之增加,并且向群聚中心靠拢,因此形成电子云。这种处于不同相位的电子在相互作用空间聚集形成轮辐状电子云,我们将之称为自动相位聚焦。
在相互作用空间的磁波场中,随着远离阳极表面而指数衰减,阴极表面的微波场变弱,对电子的群聚作用变小,在其附近不会形成明显的电子轮辐,而是形成形成几乎均匀分布的电子轮毂。磁控管在相互作用空间的电子中,大部分是有利电子。其在向阳极运动过程中,有利电子回旋的时间又比较长,能充分的将直流位能转变成微波能量;与之相反在阴极运动的电子数量较少,从微波场吸收的能力也比较少。
以上就是磁控管的工作原理,通俗点来讲其实是管内电子(有利电子跟不利电子)在相互垂直的恒定磁场跟电场的控制下,与高频电磁场发生相互作用,从而把恒定电场中获得能量转变成微波能量。

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