[[پرونده:Magnetron2.jpg|بندانگشتی|241x241پیکسل|مگنترون برش خورده برای نمایش حفره‌ها. کاتد در مرکز قابل مشاهده نیست. آنتن ساطع‌کننده میکروویو در سمت چپ قرار دارد. آهن‌رباهایی که یک میدان موازی با محور طولانی دستگاه تولید می‌کنند، نشان داده نشده‌اند.]]
'''مگنترون حفره‌ای''' {{به انگلیسی|Magnetron}} یک [[لامپ خلأ|لامپ خلاء]] پرقدرت است که با استفاده از برهمکنش جریان [[الکترون|الکترون]]ها با یک [[میدان مغناطیسی]]، زمانی که از پشت یک سری حفره‌های فلزی باز ([[تشدیدگر|تشدید کننده‌های حفره ای]]) عبور می‌کند، [[ریزموج|میکروویو]] تولید می‌کند. الکترون‌ها از دهانه‌های این حفره‌ها عبور می‌کنند و باعث می‌شوند امواج میکروویو در داخل آن نوسان کنند، شبیه به یک سوت دهنی که با تحریک توسط هوا یک صدا تولید می‌کند. فرکانس میکروویو تولید شده، [[تشدید (فیزیک)|فرکانس تشدید]]، با توجه به ابعاد فیزیکی حفره‌ها تعیین می‌شود. برخلاف سایر لامپ‌های خلأ مانند [[کلایسترون]] یا یک [[لامپ موج]] (TWT)، مگنترون نمی‌تواند به عنوان [[تقویت‌کننده الکترونیکی|تقویت کننده]] (Amplifier) عمل کند تا بتواند شدت سیگنال میکروویو اعمال شده را افزایش دهد. مگنترون فقط به عنوان یک [[نوسان‌ساز|اسیلاتور]] (نوسان‌ساز) عمل می‌کند و از [[جریان مستقیم|برق جریان مستقیم]] که به لوله خلأ می‌رسد سیگنال میکروویو تولید می‌کند.
[[پرونده:Magnetron section transverse to axis.JPG|بندانگشتی|242x242پیکسل|یک مگنترون مشابه که بخش دیگری از آن برداشته شده‌است. کاتد مرکزی قابل مشاهده است. آنتنی که میکروویو ساطع می‌کند در بالا قرار دارد. آهن‌ربا نشان داده نمی‌شود.]]
(توجه داشته باشید که اغلب، همانند این مقاله، ''"مگنترون"'' مختصر یا مترادف با ''"مگنترون حفره ای"'' است. با این وجود، دستگاه‌های مشابه دیگری نیز وجود دارند که مگنترون نامیده می‌شوند اما مگنترون حفره ای نیستند، مانند ''کاتدهای مگنترون هدف'' که در پاشش مگنترون صفحه ای DC استفاده می‌شود یا در High-power impulse magnetron sputtering. این مگنترون‌ها ساختار حفره ای تشدید مگنترون حفره ای را ندارند، اما اشتراکات زیادی نیز دارند.{{مدرک|date=ژانویه ۲۰۲۱}})
خط ۷:
== کاربردها ==
=== رادار ===
[[پرونده:Magnetron radar assembly 1947.jpg|بندانگشتی|321x321پیکسل|مجموعه مگنترون 9.375۹٫۳۷۵ گیگاهرتز 20۲۰ کیلووات (پیک) برای یک رادار اولیه تجاری فرودگاه در سال 1947۱۹۴۷. این مجموعه علاوه بر مگنترون (راست)، شامل لامپ سوئیچ TR (ارسال/دریافت) و سمت جلوی گیرنده سوپرهیتروداین، [[اسیلاتور محلی]] [[کلایسترون|لامپ کلایسترون 2K25]] و میکسر 1N21 دیود ژرمانیم است. دهانه موجبر (سمت چپ) به موجبری که به آنتن می رودمی‌رود متصل است.]]
در یک مجموعه [[رادار]]، موجبر (waveguide) مگنترون به [[آنتن]] متصل می شودمی‌شود. مگنترون با پالس هایپالس‌های بسیار کوتاه ولتاژ اعمال شده کار می کند ،می‌کند، در نتیجه یک پالس کوتاه از انرژی مایکروویو با قدرت بالا تابش می شودمی‌شود. همانطورهمان‌طور که در همه سیستم هایسیستم‌های راداری اولیه ،اولیه، تابش منعکس شده از یک هدف برای تولید نقشه رادار روی صفحه مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیردمی‌گیرد.
چندین ویژگی از خروجی مگنترون باعث شده استفاده از آن در رادارها با مشکل مواجه شود. اولین عامل از این عوامل بی ثباتیبی‌ثباتی ذاتی فرکانس فرستنده مگنترون است. این بی ثباتیبی‌ثباتی نه تنها باعث تغییر فرکانس از یک پالس تا پالس بعدی می شود،می‌شود، بلکه باعث تغییر فرکانس در یک پالس منتشر شده تنها می شودمی‌شود. عامل دوم این است که انرژی پالس منتقل شده در یک طیف فرکانسی نسبتاً وسیع پخش می شود،می‌شود، که متناسب با آن به گیرنده ای با پهنای باند عریض نیاز است. این پهنای باند گسترده اجازه می دهدمی‌دهد تا نویز الکتریکی محیط در گیرنده پذیرفته شود ،شود، بنابراین تا حدودی پژواک رادار را پنهان می کند ،می‌کند، و باعث کاهش [[نسبت سیگنال به نویز|نسبت کلی سیگنال به نویز]] گیرنده و در نتیجه عملکرد می شودمی‌شود. عامل سوم ،سوم، بسته به کاربرد ،کاربرد، خطر تشعشع ناشی از استفاده از تشعشع الکترومغناطیسی قدرت-بالا است. در بعضی از کاربردها ،کاربردها، به عنوان مثال ،مثال، یک رادار دریایی که روی یک کشتی تفریحی نصب شده است ،شده‌است، یک رادار با خروجی مگنترون 2۲ تا 4۴ کیلووات اغلب در نزدیکی منطقه ای که توسط خدمه یا مسافران اشغال شده نصب شده استشده‌است. در استفاده عملی این عوامل برطرف شده و یا صرفاً پذیرفته شده اندشده‌اند و امروزه هزاران واحد مگنترون هواپیمایی و رادار دریایی در خدمت هستند. با پیشرفت هایپیشرفت‌های اخیر در ساخت رادارهای هواپیمایی اجتناب از طوفان (aviation weather-avoidance radar) و رادارهای دریایی، مگنترون هامگنترون‌ها با موفقیت با [[دیود گان|اسیلاتورهای نیمه رسانای میکروویو]] که دامنه فرکانس خروجی باریک تری دارند، جایگزین شده استشده‌است. این امر اجازه می دهدمی‌دهد تا از پهنای باند گیرنده باریک تری استفاده شود ،شود، و نسبت سیگنال به نویز بالاتر به نوبه خود اجازه می دهدمی‌دهد تا از قدرت فرستنده کمتری استفاده شود، که باعث کاهش قرار گرفتن در معرض EMR می شودمی‌شود.
=== گرمایش ===
[[پرونده:Magnetron1.jpg|بندانگشتی|مگنترون یک [[دستگاه مایکروویو|اجاق مایکروفر]] به همراه آهن‌رباهای آن که در داخل جعبه نصب شده اندشده‌اند. صفحات افقی یک [[گرماگیر|هیت سینک]] را تشکیل می دهند ،می‌دهند، که با جریان هوای ایجاد شده توسط یک [[پنکه|فن]] خنک می شودمی‌شود. میدان مغناطیسی توسط دو آهنربای حلقه ای قدرتمند تولید می شود ،می‌شود، قسمت پایین آن فقط قابل مشاهده است. تقریباً تمام مگنترون هایمگنترون‌های مدرن مایکروفرها از لحاظ طرح و شکل مشابه هستند.]]
در [[دستگاه مایکروویو|اجاق هایاجاق‌های ماکرفر]]، راهنمای موج به یک درگاه شفاف با فرکانس رادیویی به محفظه پخت و پز منتهی می شودمی‌شود. از آنجا که ابعاد ثابت محفظه و نزدیکی فیزیکی آن به مگنترون به طوربه‌طور معمول الگوهای موج ایستاده را در محفظه ایجاد می کند ،می‌کند، این الگو توسط یک همزن حالت موتوری فن-مانند در موجبر تصادفی (randomized) می شودمی‌شود (بیشتر در ماکروفرهای صنعتی)، یا توسط یک میزگردان که غذا را می چرخاندمی‌چرخاند. (بیشتر در ماکروفرهای خانگی)
=== لامپ و روشنایی ===
در سیستم هایسیستم‌های روشنایی که با امواج میکروویو تحریک و روشن می شود،می‌شود، مانند [[لامپ گوگرد]]، یک مگنترون میدان میکروویو را فراهم می کندمی‌کند که از داخل یک موجبر به حفره نورپردازی حاوی مواد ساطع کننده نور هدایت می شودمی‌شود. (برای مثال گوگرد، هالیدهای فلزی و ...…) با اینکه این لامپ هالامپ‌ها بهینه هستند، اما بسیار پیچیده ترپیچیده‌تر از لامپ هایلامپ‌های متداول هستند و به همین دلیل به ندرت از آنها استفاده می شودمی‌شود. انواع مدرن تر برای تولید میکروویوها از نیمه هادی هایهادی‌های قدرت HEMTها یا GaN-روی-SiC استفاده می کنندمی‌کنند که پیچیدگی بسیار کمتری دارند و می توانندمی‌توانند با استفاده از سیستم PID به حداکثر میزان خروجی نور تنظیم شوند.
