Magnetron

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Introducción.

En 1921 Albert Wallace Hull inventó el magnetrón como un tubo de microondas. Durante la Segunda Guerra Mundial fue desarrollado por John Randall y Henry arranque un generador de microondas potente para aplicaciones de Radar.

Los Magnetrones funcionan como osciladores de microondas self-excited. Electrón cruzada y campos magnéticos se utilizan en el magnetrón para producir lasalida de alta potencia en equipos de radar. Se pueden utilizar estos dispositivos multicavity en transmisores de radar como tampoco pulsado o osciladores cw en frecuencias desde aproximadamente 600 a 30.000 megahertz. La construcción relativamente simple tiene el inconveniente, que normalmente el magnetrón puede trabajar sólo en una frecuencia fija de forma constructiva.

Para hablar sobre elmagnetrón debemos entender que es una microonda, la cual son ondas electromagnéticas definidas en un rango de frecuencias determinado; generalmente de entre 300 MHz y 300 GHz, que supone un período de oscilación de 3 ns (3×10-9 s) a 3 ps (3×10-12 s) y una longitud de onda en el rango de 1 m a 1 mm. Otras definiciones, por ejemplo las de los estándares IEC 60050 y IEEE 100 sitúan su rango defrecuencias entre 1 GHz y 300 GHz, es decir, longitudes de onda de entre 1 cm a 100 micrometros.

Asi que el magnetrón es una válvula de vacío que se emplea para generar microondas. Su funcionamiento se basa en que los electrones sometidos a un campo eléctrico y magnético describen órbitas circulares y esa circulación genera oscilaciones de alta frecuencia en cavidades metálicas.


Historia delMagnetrón

A pesar de que el radar ayudó a los ingleses a ganar la Batalla de Inglaterra, desde el inicio sus inventores se dieron cuenta de que tenía serias desventajas, que se hicieron manifiestas durante las batallas de 1940.

En primer lugar, por su tamaño, el radar no se podía llevar en avión; como se recordará, la antena necesitaba una longitud de 25 m aproximadamente.

En segundo lugar,el haz de ondas electromagnéticas emitidas por las antenas tenía cierta anchura y lo único que se podía informar a los pilotos es que dentro de esa anchura se había detectado un enemigo. Sin embargo, esta anchura abarcaba una distancia de alrededor de 100 m, tanto hacia arriba como hacia abajo, a partir del centro. Durante el día no había problema, ya que una vez situado el avión en el centro dela pantalla del radar el aviador podía buscar visualmente dónde se encontraba el enemigo. Pero en la noche esto no funcionaba, la única forma de atacar un avión enemigo era tenerlo a una distancia muy pequeña y no a cien metros.

Para vencer este obstáculo era necesario utilizar ondas electromagnéticas de longitudes de onda que no fueran de decenas de metros, sino de algunos metros, o todavíamejor, de centímetros, es decir, longitudes de onda extremadamente pequeñas, lo que significa ondas de muy altas frecuencias. Con estas longitudes de onda es posible detectar objetos muy cercanos. A estas ondas se le llama microondas.

Había varias ventajas si se usaban longitudes de onda más pequeñas: una era que la anchura del haz disminuye con la longitud de onda y por tanto se podríadetectar con más precisión al enemigo; otra, que la antena sería mucho más pequeña y que el radar podría llevarse en el avión.

Por otro lado, con el equipo de que se disponía en esa época, a medida que se disminuía la longitud de onda, disminuía también la potencia de la onda emitida, lo cual era muy inconveniente.

Trataron de resolver este problema de una forma completamente distinta. Después desortear varios obstáculos políticos que no viene al caso discutir aquí, se asignó el proyecto de investigación al profesor Mark Oliphant, del entonces recién creado Departamento de Física de la Universidad de Birmingham. Éste a su vez invitó al profesor John Randall y al estudiante Henry Boot. El grupo empezó a analizar el problema en el verano de 1939. Necesitaban inventar un dispositivo que...
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