마이크로파 및 마이크로파 발생 | 그들은 어떻게 작동합니까?

전자레인지 통신

마이크로파는 300MHz 이상의 고주파를 의미하며 1m 미만의 단파장으로 구성되어 있습니다. 따라서 주파수는 높지만 파장이 짧은 전자파를 마이크로파라고 합니다. 마이크로파를 통해 이루어지는 통신을 마이크로파 통신이라고 합니다. 즉, 마이크로파를 전송 매체로 사용하는 통신을 마이크로파 통신이라고 합니다.

마이크로파 통신에서 EM 파와 안테나의 역할

마이크로파 통신에서 변조된 신호는 대기의 안테나를 통해 방사되고 수신 안테나는 이러한 정보 신호를 수신합니다. 마이크로파는 주로 마이크로파가 생성 및 전송되는 공진 공동 및 도파관에 의존합니다(특정 주파수로 조정된 전도성 물질에 존재하는 금속 공동 또는 빈 공동을 공동 공진기라고 함). 마이크로파 전송은 통신의 가시광이라고도 하는 전자파를 통해 이루어집니다. 가시선 통신은 일반적으로 정보 신호가 물리적 매체 없이 대기 중에서 전송되고 수신 안테나가 신호를 수신하는 통신입니다. 가시선 통신에서 두 안테나는 송신 타워와 수신 타워에서 마주보고 있어야 합니다.
전자레인지 (0.3~300Ghz)는 대역에 따라 세 그룹으로 분류됩니다.

초고주파 대역(UHF)

이 주파수 대역은 (0.3GHz ~ 3GHz) 범위입니다.

초고주파 대역(SHF)

이 주파수 대역은 (3GHz ~ 30GHz) 범위입니다.

초고주파 대역(EHF)

이 주파수 대역은 (30GHz ~ 300GHz) 범위입니다.

기존 튜브의 몇 가지 한계, 즉 전극의 인덕턴스 및 정전 용량 균형, 한 전극에서 다른 전극으로의 전자 속도 등으로 인해 마이크로파 생성이 불가능합니다. 몇 와트에서 최대 수백 와트까지 생성할 수 있는 마이크로웨이브를 통해 일부 특수 튜브를 사용해야 합니다. 이를 위해 마이크로파 통신에서 마이크로파 발생기로 자주 사용되는 마이크로파 발생기라는 특수 튜브가 있습니다. 즉. 마그네트론, 클라이스트론, 진행파관. 마이크로파 발진기 및 마이크로파 증폭기로도 사용되는 것은 무엇입니까? 여기에서는 마이크로파관 마그네트론에 대해 자세히 설명하겠습니다.

마그네트론이란 무엇이며 어떻게 작동합니까?

마이크로파 통신에서 마이크로파 발진기로 사용되는 원통형 다이오드를 마그네트론이라고 합니다. 즉, 마그네트론은 마이크로파 발생기로 마이크로파 통신에 사용됩니다. 영국의 과학자 Randall과 Boot는 이 마그네트론 튜브를 발명했습니다.

마그네트론 구조

건설용 마그네트론은 기본적으로 모양이 원통형입니다. 마그네트론은 가열된 텅스텐 음극 주위에 8개의 영구 구리 양극 공동으로 구성됩니다. 마그네트론의 캐비티 수는 짝수여야 합니다. 공동 크기는 일반적으로 진동 주파수에 따라 유지됩니다. 모든 공동은 300 또는 450에서 만들어집니다. 동축 케이블은 원하는 출력 마이크로파를 얻기 위해 공동 중 하나에 연결됩니다. 높은 마이크로파를 생성하는 동안 출력 신호를 얻기 위해 도파관이 사용됩니다.

캐비티 마그네트론의 작동 원리는 진행파관과 동일합니다. 이에 따르면 방사형 전기장과 축 방향 자기장의 상호 작용에 의해 높은 마이크로파 주파수가 생성됩니다. 따라서 마이크로파 주파수를 잊어버리려면 마그네트론 튜브 주위에 전기장을 제공해야 합니다. 그림과 같이.

  전기장은 양극과 음극에서 직선으로 움직이는 반면 자기장은 원형으로 움직입니다. 그래서 가열된 음극에서 방출된 전자는 전기장과 자기장의 b/w 상호작용으로 인해 직선으로 가지 않습니다.

                         자기장 값이 0일 때 방출된 전자는 주변의 양극으로 직접 이동합니다. 그 때 X선으로 표시된 그림과 같이 전기장 효과만 있습니다. 하지만 자기장의 세기가 조금 증가하면 전자의 경로는 예전처럼 직선적이지 않고 그림과 같이 Y선으로 약간 휘어지게 됩니다.
이 기술은 고주파 마이크로파를 생성하는 데 매우 진보적입니다. 자기장의 영향으로 증가합니다. 그러나 자기장이 더 커지면 방출된 전자는 양극에 도달하지 못하고 음극에 닿기만 하면 자기장의 영향으로 그림과 같이 Z선으로 되돌아온다. 이를 필드 컷오프라고 합니다. 유사하게, 자기장을 계속 증가시키면 방출된 전자가 방출되어 다시 음극으로 돌아와서 음극을 위험한 온도 값까지 더 가열합니다.

따라서 우리는 마그네트론 튜브 주변에 특정 값의 자기장을 제공하고 유지하면 원하는 마이크로파 주파수를 얻을 수 있다는 결론을 내렸습니다. 마그네트론은 900MHz에서 2.5GHz까지의 마이크로파 주파수를 30와트에서 10,000와트의 전력으로 생성하며 효율은 약 70%입니다.