第11节 微波管 (修订中)
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对于极高频应用（1 GHz 以上），标准电子管结构的电极间电容和传输时间延迟变得令人望而却步。然而，构建电子管的创造性方法似乎没有尽头，并且已经做出了几种高频电子管设计来克服这些挑战。
1939 年发现，由称为_腔谐振器_的导电材料制成的环形腔围绕着具有振荡强度的电子束，可以从电子束中提取能量，而不会实际拦截电子束本身。与光束相关的振荡电场和磁场在空腔内“回响”，其方式类似于行驶中的汽车在路边峡谷中回响的声音，从而使射频能量从光束传输到[波导](https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating- 同轴电缆 (opens new window)用耦合环连接到谐振器。该管被称为_感应输出管_，或_IOT_：
在 IOT 的最初开发中发挥重要作用的两位研究人员，一对名叫 Sigurd 和 Russell Varian 的兄弟，为感应输出管的信号输入添加了第二个腔体谐振器。这个输入谐振器充当一对感应网格，交替地“聚集”和释放电子包到管的漂移空间，因此电子束将由以不同速度行进的电子组成。光束的这种“速度调制”在输出谐振器处转化为相同类型的幅度变化，从光束中提取能量。瓦里安兄弟称他们的发明为_速调管_。
瓦里安兄弟的另一项发明是_反射速调管_。在该管中，从加热的阴极发射的电子通过腔栅向排斥板行进，然后被排斥并返回它们通过腔栅的方式（因此称为_反射_）。在这个管子中会产生自持振荡，其频率可以通过调节推斥极电压来改变。因此，该管作为压控振荡器 (opens new window)工作。
作为压控振荡器，反射速调管通常用作雷达设备和微波接收器的“本地振荡器”：
最初作为低功率设备开发，其输出需要进一步放大以供无线电发射机使用，反射速调管设计被改进到电子管可以作为功率设备本身的程度。此后，反射型速调管在本机振荡器的应用中已被半导体器件所取代，但放大型速调管继续在高功率、高频无线电发射机和科学研究应用中得到使用。
一个微波管如此出色地完成了它的任务，并且如此具有成本效益，以至于它在消费电子产品的竞争领域中继续占据主导地位：磁控管。该设备构成了每个微波炉的核心，产生数百瓦微波射频能量，用于加热食物和饮料，并且在对管子来说最艰苦的条件下进行：在随机时间和随机持续时间打开和关闭。
磁控管代表了一种与 IOT 和速调管完全不同的管。后者管使用线性电子束，而磁控管通过强磁场 (opens new window)以圆形图案引导其电子束：
再一次，腔谐振器被用作微波频率的“坦克电路”，以感应方式从通过的电子束中提取能量。像所有使用空腔谐振器的微波频率设备一样，至少一个谐振器空腔带有一个_耦合环_：一个导线环将同轴电缆磁性耦合到空腔的谐振结构，允许射频功率被引导出管负载。在微波炉的情况下，输出功率通过波导引导到要加热的食物或饮料，其中的水分子充当微小的负载电阻器，以热量的形式消耗电能。
磁控管操作所需的磁铁未在图中显示。磁通量垂直于圆形电子路径的平面。换句话说，从图中所示的管子的角度来看，您正直视其中一个磁极。
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