Magnetron mikrodalga üretimi için kullanılan bir çeşit osilatördür. Mikrodalga üretimi günlük hayatta radarlar ve mikrodalga ısıtıcılarında kullanılıyor. Magnetronun temel prensibi elektromanyetik dalga teoreminin yasalarına dayanıyor.
1-) Düzgün hızla hareket eden bir elektron etrafında düzgün bir manyetik alan oluşur.
2-) Düzgün bir manyetik alan içerisinde hareket eden bir elektron üzerine manyetik alana ve elektron hareketine dik olacak şekilde bir kuvvet etki eder.
3-) Düzgün bir elektrik alan içerisindeki bir elektrona elektrik alana paralel olarak bir kuvvet etki eder.
Magnetron bir anot olarak adlandırılan büyük bir bakır bloktan meydana gelir. Anot bloğunun orta deliğinde ısıtıcı flaman iletkenleri ile taşınan bir silindirik katot yer alır. Bu katot, yüksek salım (emisyon) yeteneği olan dolaylı olarak ısıtılan bir oksit katottur. Anot bloğu çevresinde frekansı tayin edici 8 ila 20 adet kadar kovuk çınlayıcısı (cavity resonator) yer alır ve bunlar bir kapalı gecikme hattı gibi çalışır. Bu resonatörlerde anot ile katot arasında bağlantıyı sağlayan küçük bir yarık vardır.
Bir vakum tüpünün içindeki bir oksit katot, yüzeyindeki metalden tüpteki boşluğa doğru elektron saçan bir elektrot tur. Katot ısıtıldığında metal katot üzerindeki termal titreşimler artar. Bu titreşimler elektronları yüzeyden boşluğa doğru iter.
Katot’un metal yüzeyinden boşluğa doğru saçılan elektronlar, katot tüpün etrafında elektron bulutları oluşturlar. Bu elektron bulutları kümeler halinde magnetronun altına ve üstüne yerleştirilen mıknatısların manyetik alanlarının etkisi ile tüpün içerisinde dönmeye başlar.
Şekilde kırmızı renkli olarak gösterilen ve dönen mikser bıçağına benzeyen şey, dönen elektron bulutlarıdır. Değişik elektron gruplarının farklı hızlara sahip olmaları nedeniyle, elektronlar dönüşleri sırasında çalışma zamanı etkileri ortaya çıkar. Daha hızlı elektronlar daha yavaş elektronları yakalar ve elektronların kümelenmeleri sonucu „jant telli bisiklet tekerinin dönmesi” sırasında meydana gelen bir görüntüye benzer bir çark görüntüsü ortaya çıkar. Bu görüntüye İngilizce de „Space-Charge-Wheel” denilmektedir. Bu çark AC alanın her bir çevrimi için 2 kutupluk açısal bir hızda dönmektedir. Bu faz ilişkisi elektron kümelerinin enerjilerini sürekli aktararak yüksek frekanslı salınımın sürmesini sağlar. Resim 8 da betimlenen an, bu çarkın anot DC gerilimi bindirilmiş (superimposed) yüksek frekanslı dönen alanının biraz negatif yüklü iken olan ki halidir.
,,
Tüp içerisinde dönen yoğun elektron bulutları resonatörlerin yarıklı olması sebebi ile resonatörün kapasitif davranmasına sebep olur. Bu kapasitif etki, geciktirme hatları(Kovuklar) üzerinde bir dönen manyetik alan oluşturur. Manyetik alan, resonatörlerin iç bölümlerinde etkili olduğundan, sadece resonatör yarığında yoğunlaşan elektrik alanı etkileşim hacminde etkin olur ve elektronların hareketlerini etkiler.
Sonuç olarak katottan boşluğa yayılan elektronlar manyetik alanla hızlandırılmış ve bu hızlandırılan elektron bulutları, etrafına yerleştirilen kovuklar üzerinde kapasitif etki yaratarak yine resonatörler üzerinde değişken bir akım meydana getirmişlerdir. Bu çok küçük değişken akım yani elektron hareketi, bir elektromanyetik dalga ışımasına sebep olur. Elektronlar ne kadar çok hızlandırılabilirse salınım yapılacak olan elektromanyetik dalga frekansı o kadar artar.
Yüksek frekanslı enerji magnetrondan bir halka vasıtasıyla sağılır. 10 GHz altında ki frekanslarda bu halka bir eşeksenel (koaksiyel) kablonun ortasında ki iletken bükülerek ve ardından dış iletkene lehimlenerek yapılır. Bu şekilde oluşturulan halka (Resim 11, Görüntü A) kovuğun içine yerleştirilir. Daha yüksek frekanslarda ise (Görüntü B) bu halka çınlayıcının dışına doğru alındığında daha verimli olmaktadır.
