على الرغم من انتشار تقنية الحالة الصلبة، إلا أن أنابيب التفريغ الخاصة لا تزال ضرورية لتوليد مستويات عالية جدًا من طاقة الميكروويف، وخاصة لتطبيقات مثل الرادار والاتصالات عبر الأقمار الصناعية.

4.1 الكليسترون: التضخيم باستخدام حزم الإلكترونات

الكليسترون هو أنبوب ميكروويف يُضخّم الإشارات عن طريق معالجة حزمة إلكترونية باستخدام تجاويف رنانة خاصة. تقوم الفكرة الأساسية على تحويل إشارة دخل ضعيفة إلى تغيرات في سرعة الحزمة الإلكترونية. ومع انجراف الإلكترونات، تتسبب هذه التغيرات في تكوين "حزم". وعندما تمر هذه الحزم الكثيفة من الإلكترونات عبر تجويف ثانٍ، فإنها تُحدث إشارة أقوى بكثير، مما يؤدي إلى تضخيم كبير.

• تشبيه: تشبه هذه العملية دفع طفل على أرجوحة. فدفعة صغيرة في الوقت المناسب (إشارة الإدخال) تُضيف طاقة لحركة الأرجوحة. وإذا طبّقت هذه الدفعات في اللحظة المناسبة تمامًا من الدورة (متوافقة في الطور)، سترتفع الأرجوحة إلى ارتفاع أكبر بكثير (مخرج مُضخّم).

4.2 المغنطرون: التذبذب عالي الطاقة

المغنطرون هو مذبذب عالي القدرة ونوع من "أنابيب المجال المتقاطع"، حيث يكون المجالين الكهربائي والمغناطيسي الداخليين متعامدين. يتكون مصعده من كتلة تحتوي على تجاويف رنانة متعددة. يؤدي التفاعل بين المجالات والإلكترونات إلى إجبار الإلكترونات على السير في مسار دائري، مما يُثير التجاويف ويُسبب توليد المغنطرون لإشارة ميكروية قوية.

أشهر استخداماته، والموجودة في العديد من المنازل، هو في أفران الميكروويف لإعادة تسخين الطعام وطهيه.