|
| |
|
Turbátor A turbátor mikrohullámú rezgéskeltésre, elsősorban vezeték nélküli hangtovábbításra használatos elektroncső. Szokás még interdigitális magnetronnak is nevezni, mert egyrészt lényegileg magnetron (működéséhez az elektromos tér mellett mágneses térre is szüksége van), másrészt anódja olyan koaxiális hengerüreg, amelynek belső hengerét olyan fogrendszer helyettesíti, amely egymásbanyúló ujjakhoz hasonlít. A cső lényegileg hengeres katódú és az anódtesttel koaxiális elhelyezkedésű. |
| [1] Mészáros Sándor, Garai László: | Különleges Elektroncsövek (Műszaki Könyvkiadó 1982) |
| [2] Dallos András: | A turbátor működéséről (A Híradástechnikai Konferencián, 1954 máj. 6.-án elhangzott előadás írásos anyaga) |
A magnetronok első generációját még zárt anóddal 1924-ben August Zacek valósította meg. Csak később alkalmazták a ma is használatos hasított anódú magnetronokat. A legelterjedtebbek az úgynevezett soküregű magnetron, mint a nagyteljesítményű mikrohullámú oszcillátorok alapja. A GHz-es frekvenciákon folyamatos üzemben kb. 10kW-os, impulzus üzemben 1MW-os teljesítmény leadására is képesek, ugyanakkor viszonylag kis méretűek. Készült már a 80GHz-es frekvencia tartományra 5kW csúcsteljesítményű példány is. A magnetronokat klasszikusan a radarberendezések adóoszcillátoraként használják, ahol a keltett nagyteljesítményű jelet további erősítés nélkül lehet az antennára vezetni. A magnetronok ipari alkalmazásokban is régóta használatosak mint mikrohullámú hevítő, de a háztartásokban is ismeretes mint a mikrohullámú sűtő működését biztosító cső. Ezt a széleskörű alkalmazást a jó hatásfokának köszönheti, ami 65% rendszerint, de el lehet érni a 80%-ot is.
A soküregű magnetron egyszerű felépítésű, tulajdonképpen egy hengeres dióda. Anódtömbjét több, páros számú üregrezonátor tagolja. A csővet, kivűlről, erős mágneses mező veszi körül. A kimeneti koaxiális tápvonal az egyik üregrezonátorba kicsatoló hurokkal csatlakozik. Az anód és a katód között az úgynevezett kölcsönhatási térben játszódik le a működés során szükséges kölcsönhatások, ide az üregrezonátorok réseikkel csatlakoznak. Az elektronok a katód és az anód között ciklois pályán fognak mozogni. Erős mágneses térrel elérhető, hogy az elektronok éppen az anód előtt foruljanak vissza. A rezgő magnetronban a jelenlévő nagyfrekvenciás tér szelektálja az elektronokat, így a kedvezőtlen időpillanatban kilépő elektront visszatéríti a katódra. Ez a katód bombázás a működés során olyan intenzív is lehet, hogy csökkenteni kell a katód fűtését. A megfelelő fázisban kilépő elektront a nagyfrekvenciás tér sokáig bent tartja a kölcsönhatási térben, így az anódra jutásukig sok energiát tudnak átadni. A kölcsönhatási térben maradt elektronokat a nagyfrekvenciás tér a fékező fázisú helyekre tereli. A statikus és a nagyfrekvenciás tér vektoriális eredőjének hatására oly módon változik az elektronok sebessége, hogy az egész hullámhosznyi távolságban fellépő fékező fázisú helyeken elektroncsomók keletkeznek. Az anód mentén elhelyezkedő állóhullám, illetve elektroncsomók számát a magentron módus száma jellemzi. Az n módus szám nem lehet nagyobb az üregek számának felénél. Ha n=N/2, a két szomszédos anódszegmens között a fázis különbség 180°, ezért ezt Π-módusnak szokás nevezni. Ez a módus adja a legszabályosabb tér eloszlást, ekkor legnagyobb a hatásfok. A magnetron rezgéséhez az szükséges, hogy az elektroncsomók a cső tengelye körül ω=ω0/n körfrekvencián forogjanak. A rezgőcsőben állóhullámok alakulnak ki. A mozgó tértöltéscsomók úgynevezett tértöltésküllőket alkotnak. Ezekben az egyes elektronok igen bonyolult pályán mozognak, de maga a küllő szinkron forog a nagyfrekvenciás térrel. A pontos kép érdekében meg kell említeni, hogy a biztosan megtett első ciklois fordulat miatt a katódot tértöltésgyűrű veszi körül. Az impulzus üzemben dolgozó magnetronoknál a katódcsúcsárama a 10A-t is elérheti, amit a szokásos oxidkatódokkal nem lehet megvalósítani, így L katódokat alkalmaznak. A kisebb igénybevételű állandó üzemű magnetronokban elterjedten alkalmazzák a Th-W háló katódokat.
