磁控管原理入门.pptx

磁控管，概述1，概述2，磁控管工作原理3，磁控管结构4，磁控管性能参数及测试5，使用磁控管时应注意的问题，概述1，概述磁控管是一种微波管，是一种重入式谐振正交场振荡器，通常用作高功率微波能量发生器。其主要特点是效率高，工作电压低，结构简单，体积小，重量轻，使用方便，工作可靠，成本低。主要用于雷达、通信、电子对抗、微波加热等。随着微波理疗、微波辐射武器、微波等离子体推进和微波辅助化学反应的发展，磁控管行业也有了很大发展。(1)概述磁控管根据工作条件的不同可分为两类：脉冲磁控管，主要用于雷达、通信和电子对抗；连续波磁控管，主要用于微波加热和医疗等微波设备。主要有三种类型：400-1000瓦以下用于理疗，1000瓦以上用于微波炉加热，915兆赫和2450兆赫用于农业。第二，工作原理。第三，普通磁控管原则上是一个特殊的二极管，有一个圆柱形阴极和一个与之同轴的阳极。在工作过程中，阴极发射的电子流在外部直流电场中获得动能，并将部分动能转化为振荡系统的交变电场，使振荡系统保持稳定的振荡过程，振荡系统通过天线耦合发射微波。焦点：能源；能量的交换。第二，静态磁控管的基本特性为了使问题变得简单，让我们首先研究在平板电极系统中存在正交DC电磁场时电子的运动特性。这种磁控管被称为“静态磁控管”。静态磁控管系统如下图所示：假设两个无限平行平板电极(大约磁控管的阴极和阳极)之间的距离为d，两个平板之间的DC电压为v，则两个电极之间的DC场为e=v/d；在两个极板之间还有一个垂直于拉面的均匀DC磁场，其磁感应强度为b。如果在静态磁控管中的电子运动中没有磁场(电场磁场)，电子从阴极逸出后会在电场力的作用下直接移动到阳极。如果除了电场之外，在阴极-阳极空间中还有磁场，电子运动的轨迹将不再是直线。假设磁场强度为B并且磁场方向垂直于绘图表面，电子受到两个外力的影响，即电场和磁场。磁场对电子的作用力是：在电子运动的整个过程中，电场力f保持不变。然而，磁场力不仅大小不同，而且方向也不同。当磁通量密度B=0时，它是一条直线1；曲线2当B u BKP；当B=BKP时的曲线3；当BKP是曲线4时。多腔磁控管中的高频系统是由许多小谐振腔组成的谐振系统。厘米波段的管中的这些小谐振腔的数量通常可以是8-32个，毫米波段将更多。这些谐振腔均匀分布在阳极的圆周上，每个腔的狭缝开口与相互作用空间连通，每个小腔不被隔离，它们通过相互作用空间和管的顶部空间相互耦合，形成复杂的多腔共振系统。现在我们想象一个“展开的”磁控管，其中形成阳极块的谐振腔不像通常那样排列在圆周上，而是排列成一条直线(图12)。外部电源Ua设置在阳极和阴极之间以形成足够大的电势差，并且均匀磁场方向的垂直图形面向内。在恒定磁场和电场的作用下，电子流“吹”过电谐振器。此时，当电子流的速度按照摆线的轨迹移动并达到固定值Ve时，在谐振器中建立振荡。磁控管谐振系统的谐振模式多腔磁控管的谐振系统是一个复杂的系统振荡的相位在不同的空腔中可能不同。然而，每两个相邻腔的振荡相位差应该相同。因为整个谐振系统是封闭的，所以总相位差应该是零或整个圆周围2的整数倍。然后我们可以得到：n =2 * nn=0，1，2，3，-(1)，其中n是阳极谐振腔的数量，是相邻谐振腔中电磁振荡的相位差。从等式(1)可知：=2n /n (2)，也就是说，当确定磁控管腔的数量n时，可以有许多不同的相位差同时满足该闭环的谐振条件。不同的n对应不同的谐振模式，它们具有不同的谐振频率和场结构。现在用一个八腔磁控管来研究这个问题。N=10，5。磁控管中电子与高频电磁场的相互作用(能量转换)当振荡发生时，在相互作用空间中同时存在四个场：恒定电场E0，恒定磁场B0，高频电场E，高频磁场B。像所有其他振荡器自激发条件一样，电子沿阴极移动的平均速度与阴极谐振腔开口处高频场的相变速度同步，因此电子在移动通过每个谐振腔开口时总是会遇到高频排斥场。从物理上讲，这种情况意味着电子总是处于高频场的减速场中，因此电子可以最有效地将直流电场获得的能量转移到高频场，完成能量转换的任务。6.由于高频电场径向分量的作用，第一类电子在运动过程中落后，第三类电子在运动过程中领先，并逐渐接近第四类电子。也就是说，相对于高频场的相位逐渐改善并落入排斥切向场，从而被转换成有利的电子，从而提高磁控管的效率。作为这种聚集的结果，来自阴极的电子不再均匀地围绕阴极移动，而是相对于第四种类型的电子形成电子群。这些电子基团从阴极延伸到阳极，形成辐条，我们称之为“电子辐条”。阳极板，天线，输出，k，-，-，-，-，-，三，磁控管结构，黑球，射频密封垫，密封垫，安装基板，磁铁，散热器，屏蔽盒盖，螺钉，标签，屏蔽盒，支架，过滤器组件，穿心电容器，支架组件，扼流线圈，和(1)外管结构，黑球，白球，天线帽，输出模块，阳极模块，阴极模块，a侧磁极，a侧磁极，管内部结构，管芯结构，天线帽阳极板、极k侧、阳极电路、阳极电路、天线安装位置、均衡环(大)、均衡环(小)、阳极板、阳极管等。均衡环(大)、均衡环(小)、A侧极、天线、阳极板、阳极筒、K侧极、阳极平面、阳极横截面、灯丝线圈横截面、和、和、和、和、和、和、和、和、和、和、和、和阴极电路、端盖、引线、钛帽、灯丝线圈、k侧管、支撑体、端子、支撑体、步骤：1)散热器压入、2)密封垫压入、3)螺钉紧固、4)过滤器组件铆接、5)屏蔽盒盖铆接、5)组装工艺、4)主要性能参数和测试、磁控管的几个常规电气参数值如下：1、Ebm阳极电压(KV)2、Po平均功率(W)3、% 3效率Ib阳极电流(mA)7，Ef灯丝电压(V)8，绝缘耐压9，微波泄漏，例如：2M219系列磁控管的性能参数：EBM:4 . 20 . 2 kvpo:94540 wfo:24580 MHz IF:102 AIB:最大360mA(标准测试条件300 ma) ef: 2.8 3.75v(标准测试条件3.3V)耐压：Et=10kVDC或Et 1.磁控管测试项目，一般项目1，导波测试2，匹配性能测试3，输入/输出性能测试4，温升测试5，均匀性测试6，电磁干扰测试7，寿命测试8，磁控管动作特性测试1。导波测试，1。试验方法试验准备：微波炉、调压器、电气参数测量仪、交流电流表(或钳形流量计)、交流电压表、示波器、高压探头。打开微波炉的盖子，连接电线，如图所示。微波炉在额定电压和正常负载下启动后，表V1所示的灯丝电压、表A1所示的灯丝电流、示波器CH1通道所示的阳极峰值电流、示波器CH2通道所示的阳极平均电流、阳极峰值电压、电参数测量仪所示的阳极平均电压、输入功率及其数值应符合技术要求，CH1通道所示的阳极电流波形应符合相应的技术要求。磁性空心管特性参数的测量、磁控管工作特性的测量、磁控管负载特性图、磁控管工作特性图、匹配实验、技术要求空载阻抗测试：当微波炉按规定方法测试时，微波炉的电压驻波比(VSWR)小于或等于20，相位在非下沉区(0.25)，如图所示。负载阻抗测试：按规定方法测试微波炉时，微波炉的电压驻波比(VSWR)4，相位为0.25-0.29，如图所示。5.电磁干扰测试：150千赫-30兆赫传导干扰测试150千赫-30兆赫磁场干扰测试30兆赫-1千兆赫电场辐射干扰测试1千兆赫-18千兆赫电磁场辐射干扰测试。标准3M消声室、屏蔽室、反射箱、基频(2455兆赫)、辐射干扰、屏蔽门结构、门锁、铁氧体门、和、和、和、和、和、和、和、和、和2-split 1-split 3，5-split 3，5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5-split 5 负载匹配，微波炉和磁控管的匹配特性测试图，负载效果好的匹配图，微波炉和磁控管的匹配特性测试图，1。负载匹配，2。对电源的要求，注意：如右图所示(相同名称的一端已标记),应连接到a和c，如果反向连接将会产生影响：1。浪涌电压将增加0.5千伏。(2)阳极温度上升约10。(3)微波炉的效率将下降1 2%，磁控管电源接线图，2。电源、电容器和变压器匹配的要求较差，电容器和变压器匹配较好，变压器和高压电容器性能匹配图，冷却是保证磁控管正常运行的条件之一，大功率磁控管常用阳极水冷，微波炉是强制空气冷却，其风量设计必须保证磁控管的使用要求。冷却不良会使管道过热，使其无法正常工作。在严重的情况下，管道会被烧