磁控管自从发明以来,因其具备输出功率大、效率高、工作电压低、体积小、重量轻、成本低等特点,在过去的几十年中,磁控管的使用领域在不断扩大,在军事、工业、农业、医疗等领域都能见到它的身影。人们在生活中最常接触到的磁控管是微波炉用磁控管,但是这种磁控管与我们在本文所介绍的磁控管还有一些不同。在过去的一段时间内,真空器件的应用领域被固态器件所慢慢占据和替代,磁控管的应用也显得有些狭隘,但是因为磁控管的一些独有特性,在一些特殊领域,磁控管仍然发挥着巨大的作用,比如高端医疗器械、工业级探伤装备、原油管道加热装备等,随着人们对磁控管应用研究的不断拓展,未来还可能应用在更多的领域。本文主要研究的是S波段4.8MW磁控管的制造及其在医疗电子领域的应用。文章通过对国外广泛使用的医用直线加速器的分析和研究,设计了以TOSHIBA公司M4543磁控管为样本的磁控管,重点对该管的结构、关键技术、工艺制造过程及应用情况进行了描述,通过对管子设计过程中存在的种种问题与难点的研究分析,提出了优化措施。该管在设计过程中,重点研究了管子阳极尺寸的计算、灯丝的制作以及能量输出器的设计,同时针对避免原日本管型中使用釷钨阴极所带来的放射性,独创性地使用了钡钨阴极,较好地实现了对原有材料的替代和对放射性损害的规避。此外,对该管在整机上进行匹配验证,详实对比了原样管与该管型的测试结果,结论显示该管可完美替代进口管型。最终从应用效果上证明该课题研究的成功性,顺利实现了研究的目标,填补了国内磁控管在该医用加速器使用方面使用的空白。该课题在研制过程中仍然存在一些问题,作者针对这些问题提出了自己的想法和思路,并计划在后续的工作中不断优化工艺制程,提高该磁控管的各项性能指标,使得该管型能够应用在更多领域,同时作者从利于产业发展的角度,提出了一些医用磁控管产业发展建议。同时,本文对磁控管在医疗领域的应用情况进行了介绍,重点分析了医用磁控管的市场情况和主要医用磁控管的生产企业情况。此外,该课题的研究过程中使用到了微波工作室的CST软件,利用该软件对该课题设计的磁控管进行了仿真验证,本文中也简要就该软件的作用和实现的仿真情况作了介绍。