微波磁控管的基本结构、参数及正确使用
磁控管的结构及使用方法
磁控管的结构及使用方法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 阳极 阳极是磁控管的主要组成之一，它与阴极一起构成电子与高频电磁场相互作用的空间。在恒定磁场和恒定电场的作用下，电子在此空间内完成能量转换的任务。磁控管的阳极除与普通的二极管的阳极一样收集电子外，还对高频电磁场的振荡频率起着决定性的作用。 阳极由导电良好的金属材料（如无氧铜）制成，并设有多个谐振腔，谐振腔的数目必须是偶数，管子的工作频率越高腔数越多。阳极谐振腔的型式常为孔槽形、扇形和槽扇型，阳极上的每一个小谐振腔相当于一个并联的2C振荡回路。以槽扇型腔为例，可以认为腔的槽部分主要构成振荡回路的电容，而其扇形部分主要构成振荡回路的电感。由微波技术理论可知，谐振腔的谐振频率与腔体的几何尺寸成反比。腔体越大其工作频率越低。于是，我们可以根据腔体的尺寸来估计它的工作频段。磁控管的阳极由许多谐振腔耦合在一起，形成一个复杂的谐振系统。这个系统的谐振腔频率主要决定于每个小谐振腔的谐振频率，我们也可以根据小谐振腔的大小来估计磁控管的工作频段。 磁控管的阳极谐振系统除能产生所需要的电磁振荡外，还能产生不同特性的多种电磁振荡。为使磁控管稳定的工作在所需的模式上,常用"隔型带"来隔离干扰模式.隔型带把阳极翼片一个间隔一个地连接起来,以增加工作模式与相邻干扰模式之间的频率间隔。 另外,由于经能量交换后的电子还具有一定的能量,这些电子打上阳极使阳极温度升高,阳极收集的电子越多(即电流越大),或电子的能量越大(能量转换率越低),阳极温度越高,因此,阳极需有良好的散热能力.一般情况下功率管采用强迫风冷,阳极带有散热片.大功率管则多用水冷,阳极上有冷却水套。 2 阴极及其引线 磁控管的阴极即电子的发射体,又是相互作用空间的一个组成部分。阴极的性能对管子的工作特性和寿命影响极大，被视为整个管子的心脏。 阴极的种类很多，性能各异。连续波磁控管中常用直热式阴极，它由钨丝或纯钨丝绕成螺旋形状，通电流加热到规定温度后就具有发射电子的能力。这种阴极具有加热时间短和抗电子轰击能力强等优点，在连续波磁控管中得到广泛的应用。 此种阴极加热电流大，要求阴极引线要短而粗，连接部分要接触良好。大功率管的阴极引线工作时温度很高，常用强迫风冷散热。磁控管工作时阴极接负高压，因此引线部分应有良好的绝缘性能并能满足真空密封的要求。为防止因电子回轰而使阳极过热，磁控管工作稳定后应按规定降低阴极电流以延长使用寿命。 3 能量输出器 能量输出器是把相互作用空间中所产生的微波能输送到负载去的装置。能量输出装置的作用是无损耗，无击穿地通过微波，保证管子的真空密封，同时还要做到便于与外部系统相连接。小功率连续波磁控管大多采用同轴输出在阳极谐振腔高频磁场最强的地方。放置一个耦合环，当穿过环面的磁通量变化时，将在环上产生高频感应电流，从而将高频功率引到环外。耦合环面积越大耦合越强。 大功率连续波磁控管常用轴向能量输出器，输出天线通过极靴孔洞连接到阳极翼片上。天线一般做成条状或圆棒也可为锥体。整个天线被输出窗密封。 输出窗常用低损耗特性的玻璃或陶瓷制成。它不须保证微波能量无损耗的通过和具有良好的真空气密性。大功率管的输出窗常用强迫风冷来降低由于介质损耗所产生的热量。 4 磁路系统 磁控管正常工作时要求有很强的恒定磁场，其磁场感应强度一般为数千高斯。工作频率越高，所加磁场越强。磁控管的磁路系统就是产生恒定磁场的装置。磁路系统分永磁和电磁两大类。永磁系统一般用于小功率管，磁钢与管芯牢固合为一体构成所谓包装式。大功率管多用电磁铁产生磁场，管芯和电磁铁配合使用，管芯内有上、下极靴，以固定磁隙的距离。磁控管工作时，可以很方便的靠改变磁场强度的大小，来调整输出功率和工作频率。另外，还可以将阳极电流馈入电磁线包以提高管子工作的稳定性。 5 磁控管的正确使用 磁控管是微波应用设备的心脏，因此，磁控管的正确使用是维护微波设备正常工作的必要条件。磁控管在使用时应注意以下几个问题： 一、负载要匹配。 无论什么设备都要求磁控管的输出负载尽可能做到匹配，也就是它的电压驻波比应尽可能的小。驻波大不仅反射功率大，使被处理物料实际得到的功率减少，而且会引起磁控管跳模和阴极过热，严重时会损坏管子。跳模时，阳极电流忽然出现跌落。引起跳模的原因除管子本身模式分隔度小外，主要有以下几个方面： （1）电源内阻太大，空载高而激起非π模式。 （2）负载严重失配，不利相位的反射减弱了高频场与电子流的相互作用，而不能维持正常的 π模振荡。 （3）灯丝加热不足，引起发射不足，或因管内放气使阴极中毒引起发射不足，不能提供π模振荡所需的管子电流。为避免跳模的发生，要求电源内阻不能过大，负载应匹配，灯丝加热电流应符合说明书要求。 二、冷却。 冷却是保证磁控管正常管工作的条件之一，大功率磁控管的阳极常用水冷，其阴极灯丝引出部分及输出陶瓷窗同时进行强迫风冷，有些电磁铁也用风冷或水冷。冷却不良将使管子过热而不能正常工作，严重时将烧坏管子。应严禁在冷却不足的条件下工作。 三、合理调整阴极加热功率。 磁控管起振后，由于不利电子回轰阴极使阴极温度升高而处于过热状态，阴极过热将使材料蒸发加剧，寿命缩短，严重时将烧坏阴极。防止阴极过热的办法是按规定调整降低阴极加热功率。 四、安装调试。 目前常用的微波加热设备中磁控管放在激励腔上直接激励传输系统。激励腔即是能量激励装置，又是传输系统的一部分。因此激励腔的性能对磁控管的工作影响极大。激励腔应能将管内产生的微波能量有效的传输给负载。为达此目的，除激励腔本身的设计外，管子在激励腔上的装配情况对工作的稳定性影响极大。正常工作时管子的阳极与激励腔接触部分有很大的高频电流通过，二者之间必须有良好的接触，接触不良将引起高频打火。天线插入激励腔的深度直接影响能量的传输和管子的工作状态，应按说明书规定精心装配。 五、保存和运输 磁控管的电极材料为无氧铜、可伐等，在酸、碱湿气中易于氧化。因此，磁控管的保存应防潮、避开酸碱气氛。防止高温氧化。包装式磁控管因带磁钢，应防止磁钢的磁性变化，存在时应在管子周围10厘米内不得有铁磁物质存在。管子运输过程中应放入专用防振包装箱内，以防止受振动撞击而受损坏******
工业用微波磁控管介绍参数及使用方法
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其扇形部分主要构成振荡回路的电感。由微波技术 理论可知，谐振腔的谐振频率与腔体的几何尺寸成 反比。腔体越大其频率越低。于是，我们可以根据 腔体的尺寸来估计它的频段。磁控管的阳极由许多 谐振腔耦合在一起，形成一个复杂的谐振系统。这 个系统的谐振腔频率主要决定于每个小谐振腔的
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2 阴极及其引线
磁控管的阴极即电子的发射体,又是相互作用 空间的一个组成部分。阴极的性能对管子的特性和 寿命影响极大，被视为整个管子的心脏。
阴极的种类很多，性能各异。连续波磁控管中
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磁控管正常时要求有很强的恒定磁场，其磁场 感应强度一般为数千高斯。频率越高，所加磁场越
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各异，在雷达、导航、通讯、电子对抗和加热，科 学研究等方面都得到广泛的应用。由于磁控管的结 构简单、效率高、电压低、电源简单和适应负载变 化的能力强，因而特别适用于微波加热和微波能的 其他应用。磁控管由于状态的不同可分为脉冲磁控 管和连续波磁控管两类。微波加热设备主要于连续
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谐振频率，我们也可以根据小谐振腔的大小来估计 磁控管的频段。
磁控管的阳极谐振系统除能产生所需要的电 磁振荡外，还能产生不同特性的多种电磁振荡。为 使磁控管稳定的在所需的模式上,常用隔型带来隔
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离干扰模式.隔型带把阳极翼片一个间隔一个地连 接起来,以增加模式与相邻干扰模式之间的频率间 隔。
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微波炉磁控管参数
微波炉磁控管参数微波炉磁控管参数有阳极，阴极及其引线，能量输出器和磁路系统1.阳极阳极是磁控管的主要组成之一，它与阴极一起构成电子与高频电磁场相互作用的空间。
在恒定磁场和恒定电场的作用下，电子在此空间内完成能量转换的任务。
磁控管的阳极除与普通的二极管的阳极一样收集电子外，还对高频电磁场的振荡频率起着决定性的作用。
阳极由导电良好的金属材料（如无氧铜）制成，并设有多个谐振腔，谐振腔的数目必须是偶数，管子的工作频率越高腔数越多。
阳极谐振腔的型式常为孔槽形、扇形和槽扇型，阳极上的每一个小谐振腔相当于一个并联的2C振荡回路。
以槽扇型腔为例，可以认为腔的槽部分主要构成振荡回路的电容，而其扇形部分主要构成振荡回路的电感。
由微波技术理论可知，谐振腔的谐振频率与腔体的几何尺寸成反比。
腔体越大其工作频率越低。
于是，我们可以根据腔体的尺寸来估计它的工作频段。
磁控管的阳极由许多谐振腔耦合在一起，形成一个复杂的谐振系统。
这个系统的谐振腔频率主要决定于每个小谐振腔的谐振频率，我们也可以根据小谐振腔的大小来估计磁控管的工作频段。
磁控管的阳极谐振系统除能产生所需要的电磁振荡外，还能产生不同特性的多种电磁振荡。
为使磁控管稳定的工作在所需的模式上,常用"隔型带"来隔离干扰模式.隔型带把阳极翼片一个间隔一个地连接起来,以增加工作模式与相邻干扰模式之间的频率间隔。
另外,由于经能量交换后的电子还具有一定的能量,这些电子打上阳极使阳极温度升高,阳极收集的电子越多(即电流越大),或电子的能量越大(能量转换率越低),阳极温度越高,因此,阳极需有良好的散热能力.一般情况下功率管采用强迫风冷,阳极带有散热片.大功率管则多用水冷,阳极上有冷却水套。
2.阴极及其引线磁控管的阴极即电子的发射体,又是相互作用空间的一个组成部分。
阴极的性能对管子的工作特性和寿命影响极大，被视为整个管子的心脏。
阴极的种类很多，性能各异。
连续波磁控管中常用直热式阴极，它由钨丝或纯钨丝绕成螺旋形状，通电流加热到规定温度后就具有发射电子的能力。
磁控管工作原理
磁控管工作原理磁控管（Magnetron）是一种常见的微波发生器，它广泛应用于微波炉、雷达、通信设备等领域。
磁控管的工作原理涉及到磁场、电场和电子束的相互作用，下面将详细介绍磁控管的工作原理及其相关参数。
1. 磁控管的结构磁控管由阳极（Anode）、阴极（Cathode）、磁场线圈（Magnet）和腔体（Cavity）组成。
阳极是磁控管的主要部分，它由一个孔径较小的中心阴极和一个环形的阳极构成。
腔体是一个与阴极和阳极之间的空腔，用于集中电子束。
磁场线圈则用来产生磁场，控制电子束的运动。
2. 磁控管的工作原理磁控管的工作原理基于电子束在磁场和电场的作用下产生共振。
当磁控管通电后，磁场线圈产生一个强磁场，使得电子束在腔体内沿环形轨道运动。
同时，阴极发射出高速电子，形成一个电子束。
电子束在磁场的作用下，会受到洛伦兹力的影响，使得电子束的运动轨迹发生弯曲。
3. 磁控管的工作过程当电子束在腔体内运动时，腔体内的电磁场会与电子束发生相互作用。
电子束在通过磁场线圈时，会受到磁场力的作用，使得电子束的径向速度发生变化。
而电子束的速度变化会导致电子束与腔体内的电场发生共振，进而产生微波信号。
4. 磁控管的输出功率和频率磁控管的输出功率和频率可以通过调整磁场强度和腔体的尺寸来控制。
增加磁场强度可以增加电子束的速度，进而增加输出功率。
而改变腔体的尺寸可以改变电子束与腔体内的电场的共振频率，从而改变输出频率。
5. 磁控管的特点和应用磁控管具有体积小、功率高、频率稳定等特点，因此在微波炉、雷达、通信设备等领域得到广泛应用。
磁控管的高功率输出和稳定的频率特性使得它成为微波设备中不可或缺的核心部件。
总结：磁控管是一种常见的微波发生器，利用磁场、电场和电子束的相互作用来产生微波信号。
通过调整磁场强度和腔体尺寸，可以控制磁控管的输出功率和频率。
磁控管具有体积小、功率高、频率稳定等特点，在微波炉、雷达、通信设备等领域得到广泛应用。
磁控管基础知识介绍
4、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由N个谐振腔组成的复杂系统，我们假定各个 谐振腔都是完全相同的。如果振荡已经产生，则在各个谐振腔中都有高频 振荡。在不同的腔中，振荡的相位可以是不同的。但每两个相邻腔的振荡 相位差应该是一样的。由于整个谐振系统是封闭的，环绕一整周时总的相 位差应为零或2π的整数倍。于是可得： N∆φ=2π*n n=0、1、2、3、-----(1) 其中N为阳极谐振腔的数目，∆φ为相邻谐振腔中电磁振荡的相位差。 由（1）式得： 1 ∆φ=2nπ/N ∆ π/N (2) 也就是说，当磁控管的腔数N确定后，可以有许多不同的相位差∆φ同时满 足这一闭合回路的谐振条件。相应于不同的n就有不同的谐振模式，他们有 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一问题。N=10
2、磁控管中的谐振系统
多腔磁控管中的高频系统是一个有许多小的谐振腔组成的 谐振系统，这些小的谐振腔的数目在厘米波段上的管子中，一般 可有8~32个，毫米波段会更多些。这些谐振腔均匀的分布在阳极 圆周上，而且每一腔的缝隙口均与相互作用空间相通，每个小腔 不是孤立的，他们通过相互作用空间和管子的顶部空间相互耦合 在一起，从而形成一个复杂的多腔谐振系统。
输出
天线
阳极板
－ +
+
－ +
K － + － + －
三、磁控管结构
黑球 屏蔽盒 密封垫片 射频密封垫 圈 安装底板
支架组件 磁铁
支架 散热片 滤波组件 穿心电容 标签 扼流线圈 屏蔽盒盖 螺丝
黑球
白球
天线帽
输出组件
阳极组件
阴极组件
A侧磁极 侧磁极
A侧磁极 侧磁极
管芯构造
微波炉磁控管参数
微波炉磁控管参数1. 额定工作频率（Rated Operating Frequency）：额定工作频率是指磁控管设计用来工作的微波频率。
常见的微波炉磁控管的额定工作频率为2450MHz，这是因为水分子在该频率下的吸收能力较强，使得微波能量能够有效地传递给食物。
2. 额定输出功率（Rated Output Power）：额定输出功率是指磁控管能够产生的微波功率。
一般来说，微波炉的额定输出功率在500到1000瓦之间，其中大多数微波炉的额定输出功率为700-900瓦。
额定输出功率越高，微波炉加热食物的速度就越快。
3. 控制电压（Control Voltage）：控制电压是指用来控制磁控管工作状态的电压。
一般情况下，控制电压为5伏特直流电压。
不同的微波炉品牌和型号可能有所不同，但大多数微波炉的控制电压都在这个范围内。
4. 控制电流（Control Current）：控制电流是指通过磁控管的功率控制电路的电流。
典型的控制电流为0.6-1.0安培，这样可以保证磁控管在工作时稳定地产生所需的微波功率。
5. 耗电功率（Power Consumption）：耗电功率是指磁控管在工作时所消耗的功率。
耗电功率主要由两部分组成，一部分是磁控管本身的功率消耗，另一部分是转化为微波能的功率。
一般情况下，磁控管的耗电功率与额定输出功率呈正比关系。
6. 效率（Efficiency）：效率是指磁控管将电能转化为微波能的能力。
磁控管的效率一般在50-70%之间，其中高效率的磁控管能够更好地将电能转化为微波能，提高微波炉的加热效率。
寿命是指磁控管的使用寿命。
由于磁控管工作时会受到较高的电流和电压的影响，因此其寿命一般较短，通常在2000-5000小时之间。
寿命的长短与磁控管的制造工艺、设计质量等因素有关。
8. 冷却方式（Cooling Method）：冷却方式是指磁控管散热的方式。
由于磁控管在工作时会产生较大的热量，因此需要通过冷却系统将热量散出，以保证磁控管的正常工作。
磁控管工作原理
磁控管工作原理磁控管（Magnetron）是一种常用于微波加热和电子设备中的真空电子器件。
它通过利用磁场和电场的相互作用来产生高频电磁波。
本文将详细介绍磁控管的工作原理及其基本结构。
一、磁控管的基本结构磁控管由阴极、阳极和磁场系统组成。
阴极是磁控管的主要发射电子源，阳极则是电子的采集器。
磁场系统由永久磁铁和磁铁支架组成，用于产生稳定的磁场。
二、磁控管的工作原理1. 阴极发射电子：磁控管的阴极由发射电子所需的材料构成，如钨丝。
当阴极加热到一定温度时，钨丝表面的电子会发射出来。
2. 电子受到电场加速：阳极与阴极之间存在电场，电子从阴极发射出来后受到电场的加速作用，进一步增加其动能。
3. 磁场的作用：磁场系统中的永久磁铁会产生一种称为“轴向磁场”的磁场。
这个磁场与电子运动方向垂直，使得电子在运动过程中发生了轨道弯曲。
4. 电子的轨道弯曲：由于磁场的作用，电子在运动过程中会受到洛伦兹力的作用，导致其轨道发生弯曲。
这种轨道弯曲使得电子在阳极上产生了周期性的碰撞。
5. 高频电磁波的产生：当电子在阳极上碰撞时，会产生高频电磁波。
这是因为碰撞会导致电子的动能转化为电磁辐射能量，从而产生了高频电磁波。
三、磁控管的应用磁控管由于其稳定性和高功率输出的特点，被广泛应用于微波加热、雷达、通信等领域。
以下是磁控管的一些常见应用：1. 微波加热：磁控管可以将电能转化为微波能量，用于食品加热、工业加热等领域。
2. 雷达系统：磁控管在雷达系统中被用作发射器，产生高功率的微波信号，用于探测目标。
3. 通信系统：磁控管可以用于通信系统中的发射器，产生高频信号进行通信。
4. 医疗设备：磁控管在医疗设备中被用于产生微波能量，如医用微波治疗仪。
四、磁控管的优势和局限性1. 优势：- 高功率输出：磁控管能够产生高功率的微波信号，适合于各种高功率应用。
- 稳定性：磁控管的工作稳定性较高，能够长期保持稳定的工作状态。
- 宽频带：磁控管在一定范围内能够工作于多个频率，具有较宽的频带。
磁控管
4、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由N个谐振腔组成的复杂系统，我们假定各个 谐振腔都是完全相同的。如果振荡已经产生，则在各个谐振腔中都有高频 振荡。在不同的腔中，振荡的相位可以是不同的。但每两个相邻腔的振荡 相位差应该是一样的。由于整个谐振系统是封闭的，环绕一整周时总的相 位差应为零或2π的整数倍。于是可得： N∆φ=2π*n n=0、1、2、3、-----(1) 其中N为阳极谐振腔的数目，∆φ为相邻谐振腔中电磁振荡的相位差。 由（1）式得： 1 ∆φ=2nπ/N ∆ π/N (2) 也就是说，当磁控管的腔数N确定后，可以有许多不同的相位差∆φ同时满 足这一闭合回路的谐振条件。相应于不同的n就有不同的谐振模式，他们有 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一问题。N=10
3、磁控管工作特性测试
磁控管工作特性图 磁控管负载特性图
4、匹配实验
技术要求
空载阻抗测试： 空载阻抗测试：微波炉按规 定的方法试验时，微波炉的电 压驻波比（VSWR）≤20，相位 在非下陷区（0.25λ）,其图 如右图所示。 负载阻抗测试： 负载阻抗测试：微波炉按规 定的方法试验时，微波炉的电 压驻波比（VSWR）≤4，相位 在0.25λ-0.29λ,其图如图所 示
模式编号 相位差
0 0
不同的模式对应的相位差 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 π/5 2π/5 3π/5 4π/5 π 6π/5 7π/5 8π/5 9π/5 2π π/5+2π
5、磁控管中电子与高频电磁场的相互作用 （能量转换） 当振荡已经产生时，在相互作用空间就同时存在有四个场： 恒定电场Eo、恒定磁场B0、高频电场E’、高频磁场B’。 如同所有其他振荡器自激的条件一样,电子沿阴极运动的 平均速度与阴极谐振腔口高频场相位变化的速度同步，使电 子运动经过各个腔口时始终都碰到是高频推斥场。 从物理意义上说，这一条件就意味着电子始终处于高频场 的减速场中，这样电子就最有效的把自己从直流电场中获得 的能量交给高频场而完成能量转换的任务
磁控管工作原理
磁控管工作原理磁控管（Magnetron）是一种常用的微波发生器，广泛应用于微波炉、雷达、通信设备等领域。
它利用电子束在磁场中的运动产生微波辐射。
本文将详细介绍磁控管的工作原理及其组成部份。
一、磁控管的结构磁控管由阴极、阳极、磁场系统和腔体组成。
阴极是一个热电子发射器，它通过加热阴极材料使其发射电子。
阳极是一个空心的金属筒体，用于采集和反射电子束。
磁场系统由磁铁组成，用于控制电子束的运动轨迹。
腔体是一个空腔结构，用于产生和放大微波信号。
二、磁控管的工作原理1. 阴极发射电子磁控管的阴极加热后，阴极材料会发射出大量的热电子。
这些热电子通过热电子发射机制，克服阴极表面的势垒，进入磁场区域。
2. 磁场控制电子束运动磁控管中的磁铁会产生一个强磁场，垂直于电子运动方向。
这个磁场会使电子受到洛伦兹力的作用，导致电子束偏转成螺旋状轨迹。
磁场的强度和分布会影响电子束的运动轨迹和聚束效果。
3. 电子束的聚束和集中电子束在磁场的作用下逐渐聚束并集中到阳极的中心区域。
阳极的几何形状和电场分布会对电子束的聚束效果产生影响。
当电子束集中到阳极的中心区域时，它与阳极之间形成的空腔会引起微波振荡。
4. 微波信号的产生和放大当电子束与阳极之间的空腔形成共振条件时，空腔内的电磁场会不断增强。
这种增强的电磁场会通过腔体的耦合装置输出，形成一种稳定的微波信号。
这个微波信号可以通过进一步放大和调制，用于各种应用。
三、磁控管的特点和应用1. 高功率和高效率磁控管具有高功率和高效率的特点。
它能够产生较高功率的微波信号，并且具有较高的能量转换效率。
2. 宽频带和稳定性磁控管具有宽频带特性，可以在一定范围内产生稳定的微波信号。
这使得它在雷达、通信设备等领域中应用广泛。
3. 可调频和调制磁控管可以通过调整磁场和阳极电压来实现微波信号的频率调节和调制。
这使得它在通信和雷达系统中可以灵便应用。
4. 长寿命和可靠性磁控管具有较长的使用寿命和较高的可靠性。
微波炉磁控管基础知识介绍
微波炉磁控管基础知识介绍1.微波炉磁控管的原理微波炉磁控管的原理基于电子的加速和聚束，通过电场和磁场的作用，使电子在空间中运动，并聚焦在微波谐振腔内的阴极上。
当电子流经过阴极时，由于电场作用，阴极表面会发射出大量的电子。
这些电子经过一系列的磁场和电场应用，被加速并聚束成一束高速电子流。
当高速电子流进入微波谐振腔时，它与谐振腔内的微波场相互作用，产生微波辐射。
2.微波炉磁控管的结构一个典型的微波炉磁控管包括：阴极、电子枪、磁聚束系统、微波腔和吸波器。
阴极作为电子的发射器，通常由钨丝或硼铍合金制成，并且具有高温下稳定的电子发射性能。
电子枪由阴极和若干个聚焦极、栅极组成，用于加速和聚束电子流。
磁聚束系统由磁铁和聚束线圈组成，用于将电子束聚束在微波腔内。
微波腔是一种腔体结构，用于产生和传输微波辐射。
吸波器用于吸收微波能量的残余。
3.微波炉磁控管的工作原理在微波炉开启之后，高频电源会产生一定频率和功率的信号，并通过控制系统对微波炉磁控管进行控制。
控制系统通过调节电子枪中的电场和聚焦极中的电压，控制电子束的发射和聚焦。
聚焦极和栅极电压的变化能够控制电子束的尺寸和位置。
通过磁聚束系统的磁场调节，可以将电子束聚焦在微波腔内的特定区域，使其与谐振腔内的微波场相互作用，产生微波辐射。
微波辐射通过腔体上的波导传输到微波炉腔内，从而对食物进行加热。
4.微波炉磁控管的特点和优势-高功率：微波炉磁控管能够提供高功率的微波能量，以快速加热食物。
-高效率：微波炉磁控管能够将电能转化为微波能量，能够以较高的效率进行加热。
-稳定性能：微波炉磁控管具有稳定的电子发射和聚焦性能，能够保证微波的稳定输出。
-控制性能：微波炉磁控管能够根据控制系统的指令进行精确的控制，以实现不同的加热需求。
总之，微波炉磁控管是微波炉的关键部件之一，通过电子的加速和聚束，实现微波的产生和传输，对微波炉的加热效果起着重要作用。
微波炉磁控管具有高功率、高效率、稳定性能和良好的控制性能等特点和优势，是现代微波加热技术的重要支撑。
磁控管基础知识介绍
2020/1/16
二、工作原理
静态磁控管系统如下图所示：
假设两个无限大的相互平行的平板电极（近似磁控管的阴 极与阳极）间的距离为d，两个极板之间的直流电压为V，这时 两极之间的直流电场为E=V/d；两极板之间还同时存在一个与图 面垂直的均匀直流磁场，其磁感应强度为B。
管芯构造
天线 磁极A侧 阳极板
磁极K侧
天线帽 绝缘环 均压环 阳极筒 灯丝
均压环(大) 天线安装位置 均压环(小)
阳极板 阳极筒
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阳极回路
天线 A侧磁极 均压环(小)
均压环(大)
阳极板 阳极筒
阳极平面
K侧磁极
阳极断面
阴极回路
端帽 支持体
阴极构造
钛帽 灯丝线圈
灯丝线圈的横截面
引出线
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3、磁控管的自激 现在我们设想一种“展开”式的磁控管，组成阳极块的谐
振腔不象平常一样排列在圆周上，而是排列成一条直线（图 12）。阳极与阴极之间有外加电源Ua构成足够大的电位差，并 有一均匀磁场方向垂直图面向里。电子流在恒定磁场与电场作 用下，“吹过”电谐振器，此时，电子流就按摆线的轨迹运动 电子流的速度达到固定值Ve时，在谐振器中建立起振荡。
恒定电场Eo、恒定磁场B0、高频电场E’、高频磁场B’。 如同所有其他振荡器自激的条件一样,电子沿阴极运动的
平均速度与阴极谐振腔口高频场相位变化的速度同步，使电 子运动经过各个腔口时始终都碰到是高频推斥场。
从物理意义上说，这一条件就意味着电子始终处于高频场 的减速场中，这样电子就最有效的把自己从直流电场中获得 的能量交给高频场而完成能量转换的任务
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由许多谐振腔耦合在一起，形成一个复杂的谐振系 统。这个系统的谐振腔频率主要决定于每个小谐振 腔的谐振频率，我们也可以根据小谐振腔的大小来 估计磁控管的频段。磁控管的阳极谐振系统除能产 生所需要的电磁振荡外，还能产生不同特性的多种 电磁振荡。为使磁控管稳定的在所需的模式上,常
用"隔型带"来隔离干扰模式.隔型带把阳极翼片一 个间隔一个地连接起来,以增加模式与相邻干扰模 式之间的频率间隔。另外,由于经能量交换后的电 子还具有一定的能量,这些电子打上阳极使阳极温 度升高,阳极收集的电子越多(即电流越大),或电 子的能量越大(能量转换率越低),阳极温度越高,
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的，除激励腔本身的设计外，管子在激励腔上的装 配情况对的稳定性影响极大。正常时管子的阳极与 激励腔接触部分有很大的高频电流通过，二者之间 必须有良好的接触，接触不良将引起高频打火。天 线插入激励腔的深度直接影响能量的传输和管子 的状态，应按说明书规定精心装配。五、保存和运
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务。磁控管的阳极除与普通的二极管的阳极一样收 集电子外，还对高频电磁场的振荡频率起着决定性 的作用。阳极由导电良好的金属材料（如无氧铜） 制成，并设有多个谐振腔，谐振腔的数目必须是偶 数，管子的频率越高腔数越多。阳极谐振腔的型式 常为孔槽形、扇形和槽扇型，阳极上的每一个小谐
0 概述微波能量是由微波发生器产生的，微波 发生器包括微波管和微波管电源两个部分。其中微 波管电源（简称电源或微波源）的作用是把常用的 交流电能变成直流电能，为微波管的创造条件。微 波管是微波发生器的核心，它将直流电能转变成微 波能。微波管有微波晶体管和微波电子管两大类。
微波晶体管输出功率较小，一般用于测量和通讯等 领域。微波电子管种类很多，常用的有磁控管、速 调管、行波管等。它们的原理不同、结构不同、性 能各异，在雷达、导航、通讯、电子对抗和加热， 科学研究等方面都得到广泛的应用。由于磁控管的 结构简单、效率高、电压低、电源简单和适应负载
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耦合环面积越大耦合越强。大功率连续波磁控管常 用轴向能量输出器，输出天线通过极靴孔洞连接到 阳极翼片上。天线一般做成条状或圆棒也可为锥 体。整个天线被输出窗密封。输出窗常用低损耗特 性的玻璃或陶瓷制成。它不须保证微波能量无损耗 的通过和具有良好的真空气密性。大功率管的输出
子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与 高频电磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得能 量转变成微波能量，从而达到产生微波能的目的。 磁控管种类很多，这里主要介绍多腔连续波磁控 管。磁控管由管芯和磁钢（或电磁铁）组成。管芯 的结构包括阳极、阴极、能量输出器和磁路系统等
四部分。管子内部保持高真空状态。下面分别介绍 各部分的结构及其作用。CK611（915MHz）磁控管 结构图 CK611（915MHz）磁控管外形图 1 阳极阳极 是磁控管的主要组成之一，它与阴极一起构成电子 与高频电磁场相互作用的空间。在恒定磁场和恒定 电场的作用下，电子在此空间内完成能量转换的任
输磁控管的电极材料为无氧铜、可伐等，在酸、碱 湿气中易于氧化。因此，磁控管的保存应防潮、避 开酸碱气氛。防止高温氧化。包装式磁控管因带磁 钢，应防止磁钢的磁性变化，存在时应在管子周围 10 厘米内不得有铁磁物质存在。管子运输过程中 应放入专用防振包装箱内，以防止受振动撞击而受
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变化的能力强，因而特别适用于微波加热和微波能 的其他应用。磁控管由于状态的不同可分为脉冲磁 控管和连续波磁控管两类。微波加热设备主要于连 续波状态，所以多用连续波磁控管。磁控管是一种 用来产生微波能的电真空器件。从电原理来说，实 质上是一个置于恒定磁场中的特殊二极管。管内电
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损坏。<?XML:NAMESPACEPREFIX=O/>
瓷窗同时进行强迫风冷，有些电磁铁也用风冷或水 冷。冷却不良将使管子过热而不能正常，严重时将 烧坏管子。应严禁在冷却不足的条件下。三、合理 调整阴极加热功率。磁控管起振后，由于不利电子 回轰阴极使阴极温度升高而处于过热状态，阴极过 热将使材料蒸发加剧，寿命缩短，严重时将烧坏阴
极。防止阴极过热的办法是按规定调整降低阴极加 热功率。四、安装调试。目前常用的微波加热设备 中磁控管放在激励腔上直接激励传输系统。激励腔 即是能量激励装置，又是传输系统的一部分。因此 激励腔的性能对磁控管的影响极大。激励腔应能将 管内产生的微波能量有效的传输给负载。为达此目
性能各异。连续波磁控管中常用直热式阴极，它由 钨丝或纯钨丝绕成螺旋形状，通电流加热到规定温 度后就具有发射电子的能力。这种阴极具有加热时 间短和抗电子轰击能力强等优点，在连续波磁控管 中得到广泛的应用。此种阴极加热电流大，要求阴 极引线要短而粗，连接部分要接触良好。大功率管
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的阴极引线时温度很高，常用强迫风冷散热。磁控 管时阴极接负高压，因此引线部分应有良好的绝缘 性能并能满足真空密封的要求。为防止因电子回轰 而使阳极过热，磁控管稳定后应按规定降低阴极电 流以延长使用寿命。3 能量输出器能量输出器是把 相互作用空间中所产生的微波能输送到负载去的
装置。能量输出装置的作用是无损耗，无击穿地通 过微波，保证管子的真空密封，同时还要做到便于 与外部系统相连接。小功率连续波磁控管大多采用 同轴输出在阳极谐振腔高频磁场最强的地方。放置 一个耦合环，当穿过环面的磁通量变化时，将在环 上产生高频感应电流，从而将高频功率引到环外。
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因此,阳极需有良好的散热能力.一般情况下功率 管采用强迫风冷,阳极带有散热片.大功率管则多 用水冷,阳极上有冷却水套。2 阴极及其引线磁控 管的阴极即电子的发射体,又是相互作用空间的一 个组成部分。阴极的性能对管子的特性和寿命影响 极大，被视为整个管子的心脏。阴极的种类很多，
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模和阴极过热，严重时会损坏管子。跳模时，阳极 电流忽然出现跌落。引起跳模的原因除管子本身模 式分隔度小外，主要有以下几个方面：（1)电源内 阻太大，空载高而激起非π 模式。（2）负载严重失 配，不利相位的反射减弱了高频场与电子流的相互 作用，而不能维持正常的π 模振荡。（3）灯丝加热
不足，引起发射不足，或因管内放气使阴极中毒引 起发射不足，不能提供π 模振荡所需的管子电流。 为避免跳模的发生，要求电源内阻不能过大，负载 应匹配，灯丝加热电流应符合说明书要求二、冷却。 冷却是保证磁控管正常管的条件之一，大功率磁控 管的阳极常用水冷，其阴极灯丝引出部分及输出陶
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窗常用强迫风冷来降低由于介质损耗所产生的热 量。4 磁路系统磁控管正常时要求有很强的恒定磁 场，其磁场感应强度一般为数千高斯。频率越高， 所加磁场越强。磁控管的磁路系统就是产生恒定磁 场的装置。磁路系统分永磁和电磁两大类。永磁系 统一般用于小功率管，磁钢与管芯牢固合为一体构
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振腔相当于一个并联的 2C 振荡回路。以槽扇型腔 为例，可以认为腔的槽部分主要构成振荡回路的电 容，而其扇形部分主要构成振荡回路的电感。由微 波技术理论可知，谐振腔的谐振频率与腔体的几何 尺寸成反比。腔体越大其频率越低。于是，我们可 以根据腔体的尺寸来估计它的频段。磁控管的阳极
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成所谓包装式。大功率管多用电磁铁产生磁场，管 芯和电磁铁配合使用，管芯内有上、下极靴，以固 定磁隙的距离。磁控管时，可以很方便的靠改变磁 场强度的大小，来调整输出功率和频率。另外，还 可以将阳极电流馈入电磁线包以提高管子的稳定 性。5 磁控管的正确使用磁控管是微波应用设备的
心脏，因此，磁控管的正确使用是维护微波设备正 常的必要条件。磁控管在使用时应注意以下几个问 题：一、负载要匹配。无论什么设备都要求磁控管 的输出负载尽可能做到匹配，也就是它的电压驻波 比应尽可能的小。驻波大不仅反射功率大，使被处 理物料实际得到的功率减少，而且会引起磁控管跳