전자레인지

극도로 높은 주파수 응용 분야(1GHz 이상)의 경우 표준 전자관 구성의 전극간 정전 용량 및 통과 시간 지연이 금지됩니다. 그러나 튜브를 구성할 수 있는 창의적인 방법에는 끝이 없는 것으로 보이며 이러한 문제를 극복하기 위해 여러 고주파 전자 튜브 디자인이 만들어졌습니다.

1939년에 공진기라고 불리는 전도성 물질로 만들어진 환상형 공동이 발견되었습니다. 진동 강도의 전자 빔을 둘러싸면 빔 자체를 실제로 가로채지 않고도 빔에서 전력을 추출할 수 있습니다. 빔과 관련된 진동하는 전기장 및 자기장은 길가 협곡에서 울려 퍼지는 자동차 여행의 소리와 유사한 방식으로 공동 내부에서 "반향"되어 무선 주파수 에너지가 빔에서 도파관 또는 동축 케이블로 전달되도록 합니다. 커플링 루프로 공진기에 연결됩니다. 이 튜브는 유도 출력 튜브라고 불렸습니다. , 또는 IOT :

IOT의 초기 개발에 중요한 역할을 한 2명의 연구원인 Sigurd와 Russell Varian이라는 형제는 유도 출력 튜브에 신호 입력을 위한 두 번째 공동 공진기를 추가했습니다. 이 입력 공진기는 한 쌍의 유도 그리드 역할을 하여 전자 패킷을 튜브의 드리프트 공간 아래로 교대로 "뭉치" 및 방출하므로 전자 빔은 다른 속도로 이동하는 전자로 구성됩니다. 빔의 이러한 "속도 변조"는 에너지가 빔에서 추출되는 출력 공진기에서 동일한 종류의 진폭 변화로 변환됩니다. Varian 형제는 그들의 발명품을 klystron이라고 불렀습니다. .

Varian 형제의 또 다른 발명품은 반사 클라이스트론이었습니다. 튜브. 이 튜브에서 가열된 음극에서 방출된 전자는 캐비티 그리드를 통해 반발판으로 이동한 다음 반발되어 원래 있던 방식으로 되돌아갑니다(따라서 반사라는 이름이 붙었습니다. ) 캐비티 그리드를 통해. 자체 유지 진동이 이 튜브에서 발생하며 주파수는 반발기 전압을 조정하여 변경할 수 있습니다. 따라서 이 튜브는 전압 제어 발진기로 작동합니다.

전압 제어 발진기인 반사 클라이스트론 튜브는 일반적으로 레이더 장비 및 마이크로파 수신기의 "로컬 발진기" 역할을 합니다.

처음에 라디오 송신기 사용을 위해 추가 증폭이 필요한 출력을 가진 저전력 장치로 개발된 리플렉스 klystron 디자인은 튜브가 자체적으로 전원 장치 역할을 할 수 있도록 개선되었습니다. 반사 클라이스트론은 국부 발진기의 응용 분야에서 반도체 장치로 대체되었지만 증폭 클라이스트론은 계속해서 고전력, 고주파 무선 송신기 및 과학 연구 응용 분야에서 사용됩니다.

하나의 마이크로웨이브 튜브는 그 작업을 매우 훌륭하고 비용 효율적으로 수행하여 소비자 전자 제품의 경쟁 영역인 마그네트론 튜브에서 계속 우위를 점하고 있습니다. 이 장치는 모든 전자레인지의 핵심을 형성하여 음식과 음료를 가열하는 데 사용되는 수백 와트의 마이크로파 RF 에너지를 생성하며, 이는 튜브에 대해 가장 가혹한 조건(임의의 시간 및 임의의 시간 동안 전원이 켜졌다 꺼짐)에서 수행됩니다.

마그네트론 튜브는 IOT 및 klystron과는 완전히 다른 종류의 튜브를 대표합니다. 후자의 튜브가 선형 전자빔을 사용하는 반면, 마그네트론은 강한 자기장을 통해 전자빔을 원형 패턴으로 향하게 합니다.

다시 한 번, 공동 공진기는 통과하는 전자빔에서 유도적으로 에너지를 추출하는 마이크로파 주파수 "탱크 회로"로 사용됩니다. 공동 공진기를 사용하는 모든 마이크로파 주파수 장치와 마찬가지로 공진기 공동 중 적어도 하나는 커플링 루프로 탭됩니다. :동축 케이블을 공동의 공진 구조에 자기적으로 연결하는 와이어 루프로, RF 전력이 튜브에서 부하로 향하게 합니다. 전자레인지의 경우 출력 전력은 도파관을 통해 가열될 음식이나 음료로 전달되고, 내부의 물 분자는 작은 부하 저항기 역할을 하여 전기 에너지를 열의 형태로 발산합니다.

마그네트론 작동에 필요한 자석은 다이어그램에 표시되지 않습니다. 자속은 원형 전자 경로의 평면에 수직으로 흐릅니다. 즉, 다이어그램에 표시된 튜브의 관점에서 보면 자극 중 하나를 똑바로 보고 있는 것입니다.