微波管(microwave tube;microwave valve),又称超高频管,是一种工作在微波波段的真空电子器件。微波波段是指频率在300兆赫到3000吉赫之间,对应的波长在1米到0.1毫米的电磁波。微波管广泛应用于微波雷达、通信、电视广播等领域。
微波管的发展始于第二次世界大战前,当时主要是为了满足雷达的需求。战争期间,磁控管和反射速调管得到了快速发展。战后,随着新技术的不断涌现,出现了多种类型的微波管,但由于效率和结构复杂等问题,多数未得到广泛应用。目前,速调管、行波管、磁控管、正交场放大器和回旋管是最常用的五种微波管类型。
微波管的主要组成部分包括电子枪、高频系统、收集极、输能装置和聚焦系统。电子枪负责产生电子注,高频系统则将直流能量转化为高频能量,收集极收集电子注,输能装置输出高频能量,聚焦系统则保持电子注的形状和正常运动。
微波管的工作环境要求高真空至超高真空条件,因此材料的选择至关重要。常用材料包括各种金属及其合金,以及陶瓷和玻璃等非金属材料。材料的选择要考虑其蒸汽压特性,以确保良好的真空度。
微波管可分为三大类别:线性注管、正交场管和快波管。速调管和行波管属于线性注管,磁控管和正交场放大器属于正交场管,回旋管则是快波管的一种。
微波管主要用于产生和放大微波频率范围内的高频信号。它们曾是微波波段唯一可用的有源器件,现在虽然固态器件也在不断发展,但在高功率、高频率领域,微波管仍占据优势。微波管的应用范围广泛,包括雷达、通信、电视广播、导航、能量传输、工业和民用加热、科学研究等多个领域。