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Mạgnetron

 

[zu Magnet und. ..tron, dem griechischen Suffix zur Bezeichnung eines Gerätes, Werkzeugs] das, -s/...'trone, auch -s, eine Lauffeldröhre für Mikrowellen im Frequenzbereich 1 bis 30 GHz. Eine zylindrische Kathode ist ringförmig von einem Anodenblock aus Kupfer umgeben, der mit seinen in gleichmäßigem Winkelabstand eingefrästen Schlitzen und Bohrungen eine in sich geschlossene Verzögerungsleitung aus gekoppelten Hohlraumresonatoren bildet. Die Anordnung befindet sich in einem zur Zylinderachse parallelen homogenen Feld eines Permanentmagneten. Aus der Kathode austretende Elektronen bewegen sich im Wechselwirkungsraum unter dem kombinierten Einfluss von elektrischem Kathoden-Anoden-Feld und dem Magnetfeld auf zykloidenähnlichen Bahnen um die Kathode. Dabei erfolgt die Verstärkung der an der Anode umlaufenden elektromagnetischen Welle durch einen Aussortiervorgang: Die Elektronen, die von der Welle gebremst werden (d. h. Energie an sie abgeben), erfahren eine schwächere ablenkende Kraft durch das Magnetfeld (Lorentz-Kraft) und landen schließlich, nachdem sie ihre potenzielle Energie an das Wanderfeld abgegeben haben, streifend auf der Anode. Die Elektronen dagegen, die von der Welle beschleunigt werden (d. h. ihr Energie entziehen), werden wegen ihrer höheren Geschwindigkeit durch das Magnetfeld auf die Oberfläche der Kathode zurückgelenkt. Durch kleine Änderungen des Magnetfeldes und der Kathodenhochspannung kann die Ausgangsfrequenz geringfügig geändert werden, in einem weiteren Bereich (10 %), jedoch langsamer, durch mechanisches Abstimmen des Resonanzraumes. Magnetrone werden als gepulste Senderöhren (Impulsmagnetron) hauptsächlich in der Radartechnik, manchmal auch für Linearbeschleuniger verwendet. Dauerstrichmagnetrone mit einer Frequenz von 2,45 GHz und Wirkungsgraden von circa 70 % stellen den meistverwendeten Röhrentyp dar, der v. a. zur industriellen Mikrowellenerwärmung (bis 6 kW), in Mikrowellengeräten im Haushalt (0,7-1,6 kW) und zur medizinischen Diathermie (200 W) verwendet wird. Ein Nachteil des Magnetrons ist seine relativ geringe Betriebslebensdauer (circa 5 000 Stunden), bedingt durch die hohe Leistungsdichte und dadurch, dass die Kathode im Wechselwirkungsraum einem ständigen Elektronenbombardement ausgesetzt ist.