От обычного многорезонаторного магнетрона М., н. н., отличается пониженной добротностью колебательной системы и уменьшенной силой электронного тока в пространстве взаимодействия. Колебательная система М., н. н. (рис .), представляет собой цилиндрический анод, выполненный в виде встречных штырей, встроенных в объёмный резонатор , или отрезок линии, например отрезок радиоволновода , полосковой линии и др. Уменьшение силы тока в пространстве взаимодействия М., н. н., достигается либо путём недогрева катода (ограничение эмиссии электронов температурой), либо применением торцевой электронной пушки и заменой центрального эмитирующего катода неэмитирующим электродом. Распространён второй способ, так как он позволяет посредством управляющего электрода изменять силу тока и, следовательно, мощность М., н. н. Так же, как и в многорезонаторном магнетроне, при генерировании колебаний электронные сгустки движутся с такой тангенциальной скоростью, что за один полупериод колебаний перемещаются на расстояние, равное шагу анодной штыревой системы. Это условие синхронизма выражается следующей линейной зависимостью между анодным напряжением Ua (в ) и рабочей частотой f (Ггц )
,
где В — индукция магнитного поля (гс ); N — число штырей; ra и rk — соответственно радиусы анода и центрального неэмитирующего электрода (см ).
Лит.: Стальмахов В. С., Основы электроники сверхвысокочастотных приборов со скрещенными полями, М., 1963, с. 254—77; Дятлов Ю. В., Козлов Л. Н., Митроны, М., 1967.
И. В. Соколов.
Схематическое изображение магнетрона, настраиваемого напряжением: 1 — анод в виде системы встречных штырей; 2 — неэмитирующий электрод; 3 — катод; 4 — управляющий электрод; 5 — керамические цилиндры вакуумплотной оболочки; 6 — низкодобротный объёмный резонатор; 7 — экранирующий магнитопроводящий кожух; 8 — постоянный магнит; 9 — коаксиальный вывод энергии; 10 — элемент связи вывода энергии с объёмным резонатором; Uyпр — источник управляющего напряжения; Ua — источник анодного напряжения.
Магнетронного типа приборы
Магнетро'нного ти'па прибо'ры, класс электровакуумных приборов СВЧ (300 Мгц — 300 Ггц ), в которых движение электронов происходит в скрещенных постоянных электрических и магнитном полях и электромагнитном поле СВЧ, М. т. п. используются для генерирования и усиления колебаний в радиолокационных и навигационных устройствах, устройствах космической связи, линейных ускорителях, медицинских аппаратах, установках нагрева токами СВЧ и т.д. В М. т. п. постоянное электрическое поле создаётся в промежутке анод — катод (так называемое пространство взаимодействия), а постоянное магнитное поле — перпендикулярно силовым линиям постоянного электрического поля и направлению движения электронов (в М. т. п. цилиндрической конструкции — вдоль оси катода). Условия обратной связи между электромагнитным полем и электронным потоком, необходимые для самовозбуждения колебаний в М. т. п., легко выполняются. Благодаря обратной связи электроны, которые в результате взаимодействия с электромагнитным полем отдают ему часть своей энергии, приобретённой от источника постоянного напряжения, смещаются к аноду и в итоге попадают на него, а те электроны, которые отбирают от электромагнитного поля часть энергии, возвращаются на катод, бомбардируя его. Явление электронной бомбардировки используется в некоторых мощных М. т. п. для поддержания необходимой температуры катода. Для осуществления эффективного и длительного взаимодействия электронов с электромагнитным полем должна соблюдаться синхронность их движения, то есть равенство скорости переносного движения электронов ve с фазовой скоростью бегущей волны поля.
М. т. п. обладают свойством многофункциональности, то есть эффективно работают в разных электрических режимах и условиях эксплуатации, и высоким кпд (до 90%); способны генерировать и усиливать колебания в весьма широкой области электромагнитных волн (от метровых до миллиметровых волн), генерировать колебания большой мощности (до нескольких сотен квт непрерывной и до нескольких десятков Мвт импульсной мощности) при относительно низких анодных напряжениях (до 50 кв ), перестраиваться по частоте в широком диапазоне (до 20% механическим и до 100% электрическими способами), усиливать колебания в широкой полосе частот (до 20% и более) при достаточно больших коэффициентах усиления (до 20 дб и более).
Прототипом всех М. т. п. является многорезонаторный магнетрон — наиболее известный прибор этого класса (см. рис. ).
На магнетронном принципе взаимодействия электронного потока с электромагнитным полем создано множество разновидностей приборов (генераторов и усилителей), различающихся конструктивным исполнением замедляющих систем и устройств формирования электронного потока. В соответствии с этими признаками различают 3 семейства М. т. п.: 1) с замкнутыми в кольцо замедляющей системой и электронным потоком (с катодом в пространстве взаимодействия); 2) с электрически разомкнутой замедляющей системой и замкнутым в кольцо электронным потоком (с катодом в пространстве взаимодействия); 3) с замкнутыми или разомкнутыми замедляющими системами и инжектированным электронным потоком (с катодом, вынесенным из пространства взаимодействия).
К первому семейству приборов главным образом относятся: многорезонаторный магнетрон, или магнетрон бегущей волны, в котором замедляющая система обладает ярко выраженными резонансными свойствами, то есть колебания возбуждаются на дискретных частотах, рабочим видом колебаний является так называемый p-вид или p/2-вид, возможна перестройка частоты колебаний механическим или электрическим способом в небольших пределах (3—10%); коаксиальный магнетрон (разновидность многорезонаторного магнетрона) с перестройкой частоты (до 20%) и стабилизацией её посредством внешнего или внутреннего высокодобротного объёмного резонатора , аксиального с резонаторной системой магнетрона и возбуждаемого на волне типа H011 ; регенеративно-усилительный магнетрон, в котором возбуждение колебаний p-вида и управление их частотой осуществляется внешним сигналом малой мощности, вводимым обычно через циркулятор в сильно нагруженную резонаторную систему; магнетрон, настраиваемый напряжением (митрон), в котором сильно нагруженная колебательная система (обычно стержневого типа) обладает слабо выраженными резонансными свойствами и ток эмиссии катода ограничен, вследствие чего на малых уровнях мощности достигается перестройка частоты напряжением в широком диапазоне (до одной октавы и более).