Як працює магнетрон

В роботі магнетрона використовується процес руху електронів при наявності двох полів — магнітного і електричного, перпендикулярних один одному. Магнетрон являє собою двохелектродну лампу або діод, що містить накаливаемый катод, що випускає електрони, і холодний анод. Магнетрон поміщається в зовнішнє магнітне поле. Анод (анодний блок) магнетрона має досить складну монолітну конструкцію з системою резонаторів, необхідних для ускладнення структури електричного поля всередині магнетрона.

Магнітне поле створюється або котушки з струмом (електромагніт), або постійним магнітом, між полюсами якого міститься магнетрон. Якби магнітного поля не було, то електрони, що вилітають з катода практично без початкової швидкості, рухалися б в електричному полі вздовж прямих ліній, перпендикулярних до катода, і всі попадали б на анод. При наявності перпендикулярного магнітного поля траєкторії електронів викривляються силою Лоренца. Траєкторії руху електронів в магнетроні зображені на Рис.1.

Траєкторія електрона є циклоида, що описується точкою, що лежить на окружності кола, рівномірно котиться по катоду. При проходженні циклоїдна потоку електронів повз щілин резонаторів анодного блоку, у них порушуються потужні електромагнітні НВЧ коливання. Високочастотна енергія з приладу зазвичай виводиться за допомогою петлі або отвори зв’язку, поміщених у периферійній частині одного з резонаторів анодного блоку.

Магнетрон розроблявся як потужний генератор електромагнітних коливань НВЧ діапазону для використання в системах РЛС. Ефект нагрівання предметів мікрохвилями знайшов застосування в мікрохвильові (СВЧ) печі.