آشنایی با لامپ مگنترون

[Electro_officer 13,797]

[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10248/Besmellah_01.png[/img][/center]

[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/IMG_5470.JPG[/img][/center]

پیش از این در مورد کلایسترون، TWT و کلایسترون‌های هیبریدی بحث کردیم. اداوت یاد شده در واقع تقویت‌کننده‌ محسوب می‌شوند به این معنی که امواج ضعیف از یک سو وارد آنها شده و پس از تقویت به خروجی تحویل داده می‌شوند. در این تاپیک به بررسی لامپ‌های نام آشنای مگنترون می‌پردازیم. تفاوت اصلی این نوع لامپ‌ با مواردی که پیش از این توضیح دادیم در آن است که این نوع لامپ خود مولد امواج RF است، لذا تنها یک خروجی دارد.
نخستین مگنترون توسط Albert Hull و در سال 1920 ساخته شد امّا این لامپ قادر به تولید امواج فرکانس بالا نبود و چندان مورد استقبال نگرفت. تولید لامپ‌های مگنترون سالهای بعد و توسط انگلیسی‌ها صورت گرفت. ساخت مگنترو‌ن‌های پرتوان و فرکانس بالا در سال 1940 سبب شد بتوان با ادوات کوچکتر رادار ساخت و با آنتن‌های کوچکتر اهداف کوچکتری را کشف کرد این امر همچنین امکان استفاده از رادارهای کوچک بر روی جنگنده‌ها را فراهم آورد. در طول جنگ جهانی آلمانی‌ها از رادارهای باند وی‌اچ‌اف بر روی هواپیماهای خود استفاده می‌کردند اما انگلیسی‌ها با استفاده از اخلال‌گرهای نویزی عملاً این رادارها را بلااستفاده می‌کردند، و با استفاده از مگنترون قادر بودند در باندی امن و خارج از باند رادارهای‌ آلمانی و نیز نویز تولیدی سامانه‌های اخلال‌گر به جست‌وجوی اهداف بپردازند، اما آلمانی‌های از قافله عقب مانده نیز پی به ظرفیت بالای مگنترون بردند و جهت فرار از اخلال‌گرهای انگلیسی و نیز دست‌یابی به رادارهای کوچک‌تر وارد عرصه طراحی و تولید لامپ‌های مگنترون شدند.

[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/IM_1180_el.jpg[/img][/center]

امّا پس از جنگ جهانی دوّم اقبال به استفاده از مگنترون در رادارها کمتر شد چرا که پایداری فرکانسی در مگنترون بسیار پایین است. به این معنا که امواج تولیدی در هر پالس با پالس دیگر متفاوت است. این عدم پایداری مگنترون مانع از امکان استفاده از آن در رادارهای داپلری می‌شود. لذا امکان حذف اکو کلاتر در این رادارها وجود ندارد. می‌دانیم این نوع رادارها بر اساس مقایسه فرکانس امواج بازگشتی با امواج ارسالی و مقایسه شیفت فرکانسی بین کلاتر ثابت و هدف متحرک تمایز قائل می‌شوند به اینگونه رادارها MTI گفته می‌شود. امّا اگر از مگنترون استفاده کنیم عملاً پایداری فرکانسی در ارسال نخواهیم داشت فلذا موضوع مقایسه اکو با فرکانس فرستنده بی‌معنا می‌شود و امکان حذف کلاتر یا محاسبه سرعت هدف از بین می‌رود اما در لامپ‌های کلایسترون و یا TWT می‌توان امواج را توسط یک مولد توان پایین و دقیق تولید و به کمک این نوع لامپ‌ها تقویت و آماده ارسال کرد.
مگنترون نیز همانند دو لامپی که پیش از این توضیح داده شدند بر اساس فعل و انفعال بین الکترون‌ها و محفظه‌های رزونانسی عمل می‌کند. این لامپ را می‌توان جهت تولید امواج به صورت پالسی یا موج پیوسته با فرکانس 30 الی 600 مگاهرتز بکار گرفت. ساخت این لامپ‌ها به سادگی و با هزینه‌های پایین مالی (و با پذیرش محدودیت پایداری فرکانس!) امکان‌پذیر است.
به شکل زیر دقت کنید. مگنترون دارای یک بخش آند مسی است که در مرکز آن یک فلز گرم‌شونذده با توانایی بالای تامین الکترون قرار دارد. تعداد 8 تا 16 محفظه‌ی استوانه‌ای در اطراف کاتد و درون ساختار آند قرار دارد. فرکانس کاری مگنترون با توجّه به ابعاد این استوانه‌های قابل تعیین است.
[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/mag_schnitt.jpg[/img][/center]

این محفظه‌ها در واقع همانند سلف و خازنی موازی عمل می‌کنند و لذا می‌توان آنها را در فرکانس خاصی تحریک کرد.
[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/resonator.png[/img][/center]

کاتد در مرکز آند قرار می گیرد و درون آن یک گرم‌کننده قرار دارد. کاتد از موادی ساخته می‌شود که توانایی بالایی در آزاد کردن الکترون دارند به عنوان مثال می‌توان به باریم اکسید اشاره کرد. با گرم کردن کاتد الکترو‌ن‌های آن به آسانی خواهند توانسا از آن جدا شوند. در صورتی که میدانی قوی بین کاتد و اند بوجود آوریم الکترون‌ها قادر خواهند بود از کاتد جدا شده و به سمت آند حرکت کنند. در صورتی که الکترون ها از روبروی محفظه‌های رزونانسی حرکت داده شوند می‌توانند طی فعل و انفعالی الکترومغناطیسی محفظه‌ها را تحریک کرده به تولید امواج مایکرویوی باز دارند.
[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/magnetrontank.jpg[/img][/center]

امّا حرکت دادن الکترون‌ها از روبروی محفظه ها به خودی خود امکان پذیر نیست. الکترون‌های چابک و البته راحت‌طلب تمایل دارند کوتاه ترین مسیر را از کاتد به آند طی کنند نه اینکه حول کاتد بچرخند! به شکل زیر دقت کنید:
[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/mag04.png[/img][/center]

می‌توان به کمک یک میدان مغناطیسی تولیدی توسط دو آهنربا به الکترون‌های آزاد شده از کاتد نیرو وارد کرد و آنها را وادار به چرخش حول کاتد کرد. اگر چنین نیرویی به الکترون ها وارد نشود الکترون‌ها مسیر آبی رنگ را طی خواهند کرد با افزایش شدت میدان الکترون‌ها به ترتیب مسیر سبز، بنفش، قرمز و نارنجی را طی خواهند کرد.
[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/multicavity_RandallBoot.png[/img][/center]

با تنظیم مقدار شدت میدان مغناطیسی وارد بر الکترون‌ها می‌توان آنها را به حرکت در مسیری دلخواه (قرمز رنگ) وا داشت. در صورتی که الکترون‌ها این مسیر را طی کنند میدان‌های الکترومغناطیسی مشخص شده در شکل زیر تولید شده و امواج الکترومغناطیسی را تولید می‌کنند.
[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/mag05.png[/img][/center]

الکترون‌ها در عبور از روبروی محفظه‌ها آنها را تحریک کرده و انرژی خود را از دست می‌دهند.

[b]نکات تکمیلی:
[b]1- استفاده غیر ر[/b]اداری:[/b] اندازه بسیار کوچک مگنترون نسبت به کلایسترون و نیز ولتاژ راه اندازی پایین‌تر آن از مزیت‌های این لامپ محسوب می‌شود لذا از آن در اجاق‌های مایکرویو استفاده می‌شود. در این اجاق‌ها انرژی امواج مایکرویو به مولکول‌های مواد غذایی منتقل و سبب گرم شدن آنها می‌شود.
[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/magnetron-werking.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_magnetron-werking.jpg[/img][/url][/center]

[b]2- توان:[/b] مگنترون‌ها توان متوسط تولیدی پایین و پیک توان بالایی ارائه می‌دهند. مگنترون VMS-1143 باند اس قادر به تولید توان پیکی برابر 3 مگاوات است.

[b]3- عمر:[/b] یک مگنترون می‌تواند بین 5 الی 10 هزار ساعت عمر کند. گفته می‌شود مگنترون VMS-1143 50 هزار ساعت عمر دارد. این در حالی است که مگنترو‌ن‌های اولیه زمان خرابی تقریبی 200 ساعته داشته اند.

[b]4- مضرات برای سلامتی: [/b]در بین مضرات فرضی که برای این لامپ ذکر شده یک مورد مورد اثبات شده است. می‌دانیم امواج RF تولیدی مگنترون قادر به گرم کردن اجسام هستند. در صورتی که ماده‌ای توانی بیش از حد قابل تحمل دریافت کند و نتواند به نحوی آنرا دفع کند در آن واکنش‌های شیمیایی رخ خواهد داد و ماهیت شیمیایی آن تغییر خواهد کرد. در بین اعضای بدن انسان قرنیه به علت عدم جریان خون در آن دارای حساسیت بالایی است، لذا در صورت مواجه شدن با امواج مگنترون آسیب‌پذیر است. کار کردن طولانی مدت با مگنترون ممکن است سبب بروز آب‌مروارید شود.

[b]تصاویر منتخب[/b]
[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/magnetron.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_magnetron.jpg[/img][/url]
[/center]
[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/Magnetron_2M219J_556.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/thumb_Magnetron_2M219J_556.jpg[/img][/url] [url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/mi-189a_magnetron_02.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/thumb_mi-189a_magnetron_02.jpg[/img][/url] [url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/magnetron-para-microondas-samsung-om75p31-om75s31_MLV-F-3248946680_102012.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/thumb_magnetron-para-microondas-samsung-om75p31-om75s31_MLV-F-3248946680_102012.jpg[/img][/url] [url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/Magnetron-Microondas-Vrias-Marcas-E-Modelos-Menor-20131015220105.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/thumb_Magnetron-Microondas-Vrias-Marcas-E-Modelos-Menor-20131015220105.jpg[/img][/url] [url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/magnetron08.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/thumb_magnetron08.jpg[/img][/url] [url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/magnetron-1.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/thumb_magnetron-1.jpg[/img][/url] [url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/Magnetron1.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/thumb_Magnetron1.jpg[/img][/url] [url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/magnetron_tube_21_21411.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/thumb_magnetron_tube_21_21411.jpg[/img][/url] [url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/Magnetron_section_transverse_to_axis.JPG"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/thumb_Magnetron_section_transverse_to_axis.JPG[/img][/url] [url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/c_magnetron1.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/thumb_c_magnetron1.jpg[/img][/url] [url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/2023045600_1350242830.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/thumb_2023045600_1350242830.jpg[/img][/url] [url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/rotary-magnetrons-22021-2816651.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/thumb_rotary-magnetrons-22021-2816651.jpg[/img][/url][/center]


[b]ویدئویی از یک مگنترون برش خورده. پیشنهاد می‌کنم ببینید.[/b]
[center]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/Magnetron_filament_mp4_thumbs_5B2014_06_24_20_32_115D.jpg[/img]
[/center]
[center][url="http://www.mediafire.com/download/7tlnow4mbtb33h0/"][color=#0000ff][size=5][b]دانلود[/b][/size][/color][/url][/center]

[center][b]منابع:[/b][/center]
[center][b][url="http://www.radartutorial.eu/08.transmitters/Magnetron.en.html"]http://www.radartuto...gnetron.en.html[/url][/b][/center]
[center][b][url="http://en.wikipedia.org/wiki/Cavity_magnetron"]http://en.wikipedia....avity_magnetron[/url][/b][/center]
[center][b][url="http://books.google.com/books/about/Introduction_to_Radar_Systems.html?id=zlZom9QkjCkC"]مقدمه‌ای بر سیستم‌های راداری نوشته‌ی مریل اسکولنیک[/url][/b][/center]



[center][b][b][color=#ff0000]استفاده از این مطلب بدون درج لینک این صفحه به عنوان منبع خلاف شرع، قانون و اخلاق پژوهشی است.[/color][/b][/b][/center]
[center][b][b][color=#0000cd]تالیف و ترجمه از: محمدمهدی محمدی[/color][/b][/b][/center]
[center][b][b][color=#008000]شادی روح جمیع شهدای اسلام به ویژه شهدای سوریه صلوات.[/color][/b][/b][/center]

[MR9 113,484]

این همون لامپ موجود در رادار سامانه هاوک یا رادار AWG-9 تامکت هست ؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

[Electro_officer 13,797]

[quote name='MR9' timestamp='1403626890' post='388074']
این همون لامپ موجود در رادار سامانه هاوک یا رادار AWG-9 تامکت هست ؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟
[/quote]
از ساختار فرستنده‌های رادارهای یادشده اطلاعی ندارم و البته بعید میدونم هیچ یک از مگنترون استفاده کرده باشند.

[Zapad 405]

[quote name='MR9' timestamp='1403626890' post='388074']
این همون لامپ موجود در رادار سامانه هاوک یا رادار AWG-9 تامکت هست ؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟
[/quote]
والله من یه مصاحبه ای یادمه که یه مسئول رده بالا میگفت چون تحریم بودیم و ندادن کلا به سمت تکنولوژی های دیگه در زمینه رادارها فارق از انواع لامپ ها رفتیم.

[MR9 113,484]

چون همیشه که مسائل مربوط به مشکلات لجستیکی نیروی هوایی را در جریان جنگ را مطالعه می کنم ، بارها گفته می شود که که ما لامپ لوله خلاء رادار سامانه هاوک یا رادار اف-14 را نداشتیم و به همین خاطر با مشکل مواجه بودیم . این هموم قطعه است یا فرق می کند ؟؟ ویرایش شده در تیر 93 توسط MR9

[Electro_officer 13,797]

[quote name='Zapad' timestamp='1403627549' post='388077']
والله من یه مصاحبه ای یادمه که یه مسئول رده بالا میگفت چون تحریم بودیم و ندادن کلا به سمت تکنولوژی های دیگه در زمینه رادارها فارق از انواع لامپ ها رفتیم.
[/quote]
از لامپ گریزی نسیت ..
به نظر میرسه صنایع داخلی عزمشون رو برای ورود به عرصه طراحی و تولید لامپ‌های مایکرویو جزم کرده اند ..

[quote name='MR9' timestamp='1403627624' post='388079'] چون همیشه که مسائل مربوط به مشکلات لجستیکی نیروی هوایی را در جریان جنگ را مطالعه می کنم ، بارها گفته می شود که که ما لامپ لوله خلاء رادار سامانه هاوک یا رادار اف-14 را نداشتیم و به همین خاطر با مشکل مواجه بودیم . این هموم قطعه است یا فرق می کند ؟؟ [/quote]
معمولا در کاربردهای هواپایه از لامپ‌های TWT استفاده میشه.
http://www.military.ir/forums/topic/27877-%D8%A2%D8%B4%D9%86%D8%A7%DB%8C%DB%8C-%D8%A8%D8%A7-%D9%84%D8%A7%D9%85%D9%BE-%D9%87%D8%A7%DB%8C-twt-%D9%88-%DA%A9%D9%84%D8%A7%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%86%E2%80%8C%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D9%87%DB%8C%D8%A8%D8%B1%DB%8C%D8%AF%DB%8C/

[Stuka 8,826]

مگنترون ساخت رادارهای کوچکتر و پرتوانتر جوری که بشه روی هواپیما نصب کرد برای اولین بار امکان پذیر شد در همون جنگ جهانی دوم که فناوری ساختش رو انگلیسی ها کشف و سپس به آمریکایی ها دادند

[Arash 7,048]

[quote name='MR9' timestamp='1403626890' post='388074']
این همون لامپ موجود در رادار سامانه هاوک یا رادار AWG-9 تامکت هست ؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟
[/quote]
مال فانتوم هست و نه تامکت
صاایران سال گذشته در مورد این لامپ به نتایج خیلی خوبی دست پیداکرد

[MR9 113,484]

[quote name='arash666' timestamp='1403640870' post='388114']
مال فانتوم هست و نه تامکت
صاایران سال گذشته در مورد این لامپ به نتایج خیلی خوبی دست پیداکرد
[/quote]

با تشکر از راهنمایی تان - اما بنده بارها از زبان عزیزانی که در رسانه های مختلف صحبت می کنند این واژه لامپ لوله خلاء را در مورد این دو سیستم فوق شنیدم ( حالا شاید اشتباه کردم ) ولی در حدود سال قبل در یکی از شماره های مجله صنایع هوایی هم دوباره این مساله مطرح شد ( فکر کنم سلسله مقالات مربوط به نقش تامکت ها در جنگ تحمیلی )

[Arash 7,048]

[quote name='MR9' timestamp='1403670886' post='388141']
با تشکر از راهنمایی تان - اما بنده بارها از زبان عزیزانی که در رسانه های مختلف صحبت می کنند این واژه لامپ لوله خلاء را در مورد این دو سیستم فوق شنیدم ( حالا شاید اشتباه کردم ) ولی در حدود سال قبل در یکی از شماره های مجله صنایع هوایی هم دوباره این مساله مطرح شد ( فکر کنم سلسله مقالات مربوط به نقش تامکت ها در جنگ تحمیلی )
[/quote]
در مورد فانتوم مطمئن هستم ولی اف 14 رو به این علت گفتم

[quote]
امّا پس از جنگ جهانی دوّم اقبال به استفاده از مگنترون در رادارها کمتر شد چرا که پایداری فرکانسی در مگنترون بسیار پایین است. به این معنا که امواج تولیدی در هر پالس با پالس دیگر متفاوت است. [color=#ff0000]این عدم پایداری مگنترون مانع از امکان استفاده از آن در رادارهای [/color][color=#0000ff]داپلری[/color][color=#ff0000] می‌شود[/color]. لذا امکان حذف اکو کلاتر در این رادارها وجود ندارد. می‌دانیم این نوع رادارها بر اساس مقایسه فرکانس امواج بازگشتی با امواج ارسالی و مقایسه شیفت فرکانسی بین کلاتر ثابت و هدف متحرک تمایز قائل می‌شوند به اینگونه رادارها MTI گفته می‌شود. امّا اگر از مگنترون استفاده کنیم عملاً پایداری فرکانسی در ارسال نخواهیم داشت فلذا موضوع مقایسه اکو با فرکانس فرستنده بی‌معنا می‌شود و امکان حذف کلاتر یا محاسبه سرعت هدف از بین می‌رود اما در لامپ‌های کلایسترون و یا TWT می‌توان امواج را توسط یک مولد توان پایین و دقیق تولید و به کمک این نوع لامپ‌ها تقویت و آماده ارسال کرد.
[/quote]

رادار اف 14 داپلری هست

[MR9 113,484]

[quote name='arash666' timestamp='1403683641' post='388177']
در مورد فانتوم مطمئن هستم ولی اف 14 رو به این علت گفتم



رادار اف 14 داپلری هست
[/quote]

ممنون از راهنمایی شما

[yah0sein 0]

[quote name='Zapad' timestamp='1403627549' post='388077']
والله من یه مصاحبه ای یادمه که یه مسئول رده بالا میگفت چون تحریم بودیم و ندادن کلا به سمت تکنولوژی های دیگه در زمینه رادارها فارق از انواع لامپ ها رفتیم.
[/quote]

کنم ممنون میشم راهنمایی کنید, تشکر
[IMG]http://www.pixbay.co/files/img/user_uploads/m9vkx1b3g0zk2467730.gif[/IMG]

[isam 20]

سپاس!