Il magnetron a cavità

L'utilità del radar è determinata dalla sua lunghezza d'onda: per vedere un piccolo oggetto occorre una lunghezza d'onda paragonabile ad esso, e per formare un fascio stretto da un'antenna di dimensioni pratiche servono centimetri anziché metri. Nel 1939 nessuno era in grado di generare una potenza significativa a lunghezze d'onda centimetriche, perché un tubo a vuoto smette di funzionare quando il tempo di transito degli elettroni attraverso di esso diventa paragonabile a un ciclo del segnale. La risposta di Randall e Boot a Birmingham nel 1940 abbandona l'intera idea di spingere avanti e indietro gli elettroni in sincronia con un segnale. Un campo magnetico piega il flusso di elettroni in un motivo a raggi rotanti, e quella carica spaziale rotante passa davanti a un anello di cavità risonanti ricavate in un blocco di rame massiccio, inducendo in esse oscillazione semplicemente per prossimità. Il tempo di transito smette di essere un difetto e diventa il meccanismo. Il risultato produceva dieci kilowatt a 10 cm da un dispositivo grande quanto un pugno, ed è qui riservato perché un magnetron costituisce un reale pericolo di radiazioni e di alta tensione.