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微波和微波发电 |它们是如何工作的?

微波通信

微波是指高于 300 MHz 的高频,由小于 1m 的短波组成。所以那些频率高但波长短的电磁波称为微波。通过微波进行的通信称为微波通信。也就是说,以微波为传输介质的通信称为微波通信。

电磁波和天线在微波通信中的作用

在微波通信中,调制信号通过天线辐射到大气中,而接收天线接收这些信息信号。微波主要取决于产生和传输微波的谐振腔和波导(在特定频率上调谐的导电材料中存在的金属腔或空腔称为腔谐振器)。微波传输是通过电磁波进行的,也称为通信视线。视距通信通常是在大气中传输信息信号而无需任何物理介质,接收天线接收信号的通信。需要注意的是,在视距通信中,发射塔和接收塔上的天线必须面对面。
微波炉(0.3—300Ghz) 根据频段分为三组。

超高频(UHF)

此频段为(0.3 GHz 至 3 GHz)范围。

超高频(SHF)

此频段为(3 GHz 至 30 GHz)范围。

超高频段 (EHF)

此频段为(30 GHz 至 300 GHz)范围。

由于传统管子的一些限制,即电极之间的电感和电容平衡,电子从一个电极到另一个电极的速度等。微波产生是不可能的。需要使用一些特殊的管子,通过微波可以产生几瓦到几百瓦。为此,有一些特殊的管子称为微波发生器,它们经常用作微波通信中的微波发生器。 IE。磁控管、速调管、行波管。哪些还用作微波振荡器和微波放大器?下面我们将详细讲解微波管磁控管。

什么是磁控管及其工作原理?

在微波通信中用作微波振荡器的圆柱形二极管称为磁控管。换言之,磁控管在微波通信中用作微波发生器。来自英国的科学家兰德尔和布特发明了这种磁控管。

磁控管结构

结构方面的磁控管基本上是圆柱形的。磁控管由八个围绕加热钨阴极的永久铜阳极腔组成。磁控管中的空腔数量必须是偶数。型腔尺寸一般根据振荡频率而定。所有的腔体都制成 300 或 450。同轴电缆连接到腔体之一以获得所需的输出微波。在产生高微波的同时,使用波导获得输出信号。


腔磁控管工作原理与行波管相同。据此,高微波频率是由径向电场和轴向磁场的相互作用产生的。所以忘记微波频率,我们必须在磁控管周围提供一个电场。如图所示。

  电场在阴极和阳极产生直线运动,而磁场产生圆周运动。这就是为什么从加热的阴极发射的电子由于b/w电场和磁场的相互作用而不会直线运动的原因。

                        当磁场值为零时,发射的电子会直接到达周围的阳极。那个时候只有电场作用在它上面,如图X线所示。但是当磁场强度增加一点时,电子路径就不像以前那么笔直了,而是变得有点弯曲,如图Y线所示。
这种技术在产生高频微波方面非常先进,因为当发射的电子接近阳极电极时,它们的速度由于磁场的影响而增加。但是当磁场进一步增加时,由于磁场的作用,发射的电子无法到达阳极,而只是接触阳极并回到阴极,如Z线图所示。这被称为切断领域。同样,如果我们不断增加磁场,发射的电子辐射并再次返回阴极,这反过来又将阴极加热到危险的温度值。

因此我们得出结论,如果我们在磁控管周围提供并保持一定的磁场值,我们可以获得所需的微波频率。磁控管产生 900 MHz 至 2.5 GHz 的微波频率,功率为 3oo 瓦至 10k 瓦,工作效率约为 70%。


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