magnétron Tube
Toutes cavité magnétrons consister en un filament chaud (cathode) maintenu à, ou puisée à, un potentiel négatif élevé par une haute tension, alimentation directe de courant. La cathode est construite dans le centre d'une évacué, lobé, chambre circulaire. Un champ magnétique parallèle au filament est imposée par un aimant permanent. Le champ magnétique provoque les électrons, attirés par la (relativement) partie extérieure positive de la chambre, en spirale vers l'extérieur dans une trajectoire circulaire plutôt que de passer directement à l'anode. Équidistante autour de la jante de la chambre sont des cavités cylindriques. Les cavités sont ouvertes le long de leur longueur et relient l'espace de cavité commune. Comme les électrons balayent devant ces ouvertures, ils induisent une résonance, champ radioélectrique à haute fréquence dans la cavité, qui provoque à son tour les électrons tas en groupes. Une partie de cette zone est extraite avec une petite antenne qui est connectée à un guide d'ondes (un tube métallique généralement de section rectangulaire,). Le guide d'onde dirige l'énergie RF extrait à la charge, qui peut être une chambre de cuisson dans un four à micro-ondes ou une antenne à gain élevé dans le cas d'un radar.
Les dimensions des cavités déterminent la fréquence de résonance, et par conséquent la fréquence des micro-ondes émises. toutefois, la fréquence est réglable avec précision. Cela ne pose aucun problème dans des applications telles que le chauffage, ou dans certaines formes de radar où le récepteur peut être synchronisé avec une fréquence magnétron imprécise. Où les fréquences précises sont nécessaires, d'autres dispositifs tels que le klystron sont utilisés.
Le magnétron est un dispositif assez efficace. Dans un four à micro-ondes, par exemple, un 1100 entrée watts sera généralement créer environ 700 watts d'énergie à micro-ondes, une efficacité de l'ordre de 65%. (La haute tension et les propriétés de la cathode détermine la puissance d'un magnétron.) Au lieu d'un magnétron, les transistors peuvent être utilisés pour fournir de l'énergie à micro-ondes; transistors fonctionnent généralement à environ 25 à 30% Efficacité. Transistors sont utilisés dans des rôles qui exigent une large gamme et / ou une plage de fréquences stable. Ainsi, le magnétron, ayant une plus grande efficacité, reste largement utilisé dans des rôles qui exigent une puissance élevée, mais où le contrôle de fréquence précise est sans importance.