Цель работы
Целью лабораторной работы является ознакомление с устройством, основными параметрами и характеристиками магнетрона, а также с аппаратурой, используемой для их измерения.
2. Домашнее задание
1. Ознакомиться с устройством и принципом действия многорезонаторного магнетрона (по описанию).
2. Ознакомиться с условным обозначением магнетрона, схемой включения питающих напряжений.
3. Ознакомиться со схемой лабораторной установки и методикой исследования характеристик.
4. Подготовить бланк отчета по установленной форме и миллиметровую бумагу для графиков. В отчете привести название и цель работы, лабораторное задание и схему измерительной установки.
3. Лабораторное задание
1. Снять зависимость анодного тока от анодного напряжения (вольт-амперная характеристика) для двух значений магнитной индукции.
2. Снять зависимость выходной мощности от анодного напряжения для двух значений магнитной индукции.
3. Исследовать зависимость частоты генерации от анодного тока.
4. Устройство и принцип действия, условное обозначение,
схема питания, основные характеристики и параметры
многорезонаторного магнетрона
4.1. Устройство и принцип действия
многорезонаторного магнетрона
Магнетрон представляет собой мощный генератор СВЧ колебаний. Чаще всего магнетроны применяются в радиопередающих устройствах радиолокационных станций. Большинство магнетронов работает в импульсном режиме. В данной работе исследуется многорезонаторный магнетрон в режиме непрерывной генерации.
На рис. 1 схематически показано устройство многорезонаторного магнетрона. Основными частями прибора являются цилиндрический катод 1 и анодный блок 2 из теллуровой меди. Внутри катода расположена нить подогревателя (на рис. 1 не показана). В приборе имеется постоянный магнит. Вектор магнитной индукции B направлен перпендикулярно плоскости рисунка. Цилиндрические отверстия в анодном блоке вместе со щелями образуют резонаторы. Число резонаторов четное, чтобы обеспечить противофазность СВЧ колебаний в соседних резонаторах (π – вид колебаний). Резонаторы вместе с пространством между анодом и катодом представляют собой замкнутую замедляющую систему, которая осуществляет замедление фазовой скорости бегущей электромагнитной волны при использовании концепции бегущих волн. От одного из резонаторов осуществляется вывод СВЧ энергии в нагрузку.
Пространственный заряд электронов в магнетроне имеет вид спиц (рис. 2), вращающихся вокруг катода с так называемой переносной скоростью vП, определяемой по формуле
,
где Ua
– анодное напряжение; B
– индукция магнитного поля; d
– расстояние между катодом и анодом. 
В магнетроне значения скоростей vП и фазовой скорости vФ должны быть равны (условие точности синхронизма). Условие vП = vФ обеспечивает в магнетроне и других приборах типа М преобразование потенциальной энергии электронов в энергию СВЧ колебаний, а не кинетической, как в приборах типа О.
К стабильности анодного напряжения магнетрона обычно предъявляются высокие требования. Изменения анодного напряжения могут сопровождаться скачками выходной мощности и частоты, связанными с переходом на другие виды колебаний.