CN205264667U - 磁控管 - Google Patents

Abstract

一种磁控管，既能降低成本，又能实现高效率化和提升负荷稳定性。叶片高度Vh与端帽间隔EHg的比、即EHg/Vh满足1.12≤EHg/Vh≤1.26，并且以输入侧极片·叶片间隔IPpvg大于输出侧极片·叶片间隔OPpvg，且输入侧端帽·叶片间隔IPevg大于输出侧端帽·叶片间隔OPevg的方式使叶片高度Vh变短，与参考磁控管100相比，既能够使叶片高度Vh变短，又能够提升高效率下的负荷稳定性，因此，能提供一种既能够实现成本降低，又能够实现高效率化和提升负荷稳定性的磁控管。

Description

磁控管

技术领域

本实用新型涉及一种磁控管，其能够很好地适用于微波炉等微波加热设备所采用的连续波磁控管中。

背景技术

产生2450MHz频段电波的一般的微波炉用磁控管具有阳极筒以及多个叶片。叶片以放射状布置在阳极筒内。在由多个叶片的自由端所围成的作用空间中，螺旋状阴极(阴极)沿阳极筒的轴中心布置。阴极的两端分别固定有输入侧端帽与输出侧端帽。并且，在阳极筒的两端分别固定有大致漏斗形状的输入侧极片以及输出侧极片。此外，在输入侧极片以及输出侧极片的外侧分别设置有环状磁体(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利特开2007-335351号公报

近年来，对于磁控管，要求既降低成本，又能更进一步的高效率化，且能提高对于负荷的振荡稳定度。实际上，例如，为了降低成本的同时，提高作用空间内的磁场强度来达到高效率化，使输入侧与输出侧的磁体的间隔变窄是有效方法。但是，为了使该间隔变窄，单纯地将阳极筒及阳极筒内的各部分的管轴方向上的尺寸变小，会导致对负荷的振荡稳定性(负荷稳定性)降低。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种磁控管，既能降低成本，又能实现高效率化和提升负荷稳定性。

为了达到上述目的，本实用新型的磁控管具有：阳极筒，其沿着中心轴由输入侧向输出侧呈圆筒状延伸；多个叶片，这些叶片从所述阳极筒的内表面向所述中心轴延伸且自由端形成叶片内切圆；阴极，其沿所述中心轴配置在由所述多个叶片的自由端所形成的叶片内切圆内；输入侧端帽以及输出侧端帽，它们分别固定于所述阴极的输入侧的端部以及输出侧的端部；输入侧极片以及输出侧极片，它们分别配置于所述阳极筒的中心轴方向的输入侧的端部以及输出侧的端部，将磁通导向所述多个叶片的自由端与所述阴极之间的电子作用空间；以及磁体，其分别配置于所述输入侧极片以及输出侧极片的中心轴方向的外侧，将所述输入侧端帽与所述输出侧端帽的间隔设为端帽间隔EHg、将所述叶片的中心轴方向上的长度设为叶片高度Vh、将所述输入侧端帽与所述叶片的输入侧的端部之间的间隔设为输入侧端帽·叶片间隔IPevg、将所述输出侧端帽与所述叶片的输出侧的端部之间的间隔设为输出侧端帽·叶片间隔OPevg、将所述输入侧极片的中心部分的平坦面与所述叶片的输入侧的端部之间的间隔设为输入侧极片·叶片间隔IPpvg、将所述输出侧极片的中心部分的平坦面与所述叶片的输出侧的端部之间的间隔设为输出侧极片·叶片间隔OPpvg时，满足1.12≤EHg/Vh≤1.26、IPpvg＞OPpvg、IPevg＞OPevg。

根据本实用新型，能够提供一种磁控管，既能降低成本，又能实现高效率化和提升负荷稳定性。

附图说明

图1是本实用新型实施方式的磁控管的整体的纵剖图。

图2是表示本实用新型实施方式的磁控管的主要部分的尺寸的纵剖图。

图3是表示本实用新型实施方式的磁控管的主要部分的尺寸的纵剖图。

图4是表示本实用新型实施方式的磁控管的主要部分的尺寸与现有的磁控管主要部分的尺寸的纵剖图。

图5是表示本实用新型实施方式的磁控管的电子作用空间内的磁通密度的大小的图表。

图6是表示现有的磁控管的电子作用空间内的磁通密度的大小的图表。

图7是表示本实用新型实施方式的磁控管与现有的磁控管的对于磁通密度的电子效率的图表。

图8是表示本实用新型实施方式的磁控管与现有的磁控管的对于磁通密度的阳极电压的图表。

图9是表示本实用新型实施方式的磁控管与现有的磁控管的对于阳极电压的输出的图表。

图10是表示本实用新型实施方式的磁控管与现有的磁控管的对于阳极电压的输出效率的图表。

图11是表示本实用新型实施方式的磁控管的电子作用空间内的磁场分布的纵剖图。

图12是表示本实用新型实施方式的磁控管的电子作用空间内的磁场强度的图表。

图13是表示现有的磁控管的电子作用空间内的电场强度的图表。

图14是表示包括本实用新型实施方式的磁控管的多个磁控管的主要部分的长度以及间隔的表格。

图15是表示包括本实用新型实施方式的磁控管的多个磁控管的输出效率以及负荷稳定性的图表。

图16是表示使本实用新型实施方式的磁控管的叶片高度变化时的输出效率以及负荷稳定性的变化的图表。

(符号说明)

1、100磁控管

3阴极

6阳极筒

10叶片

12输入侧端帽

13输出侧端帽

17输入侧极片

18输出侧极片

22输入侧磁体

23输出侧磁体

Vh叶片高度

EHg端帽间隔

IPevg输入侧端帽·叶片间隔

OPevg输出侧端帽·叶片间隔

PPg极片间隔

IPpvg输入侧极片·叶片间隔

OPpvg输出侧极片·叶片间隔

IPepg输入侧端帽·极片间隔

IPppd输入侧极片平坦径

OPppd输出侧极片平坦径

2ra叶片内切圆直径

2rc阴极直径

具体实施方式

参照图表说明本实用新型的磁控管的一种实施方式。然而，以下实施方式仅为一个例子，本实用新型不仅限于此。

图1是表示本实用新型实施方式的磁控管1的大致情况的纵剖图。该磁控管1是用来产生2450MHz频段基本波的用于微波炉的磁控管。磁控管1以产生2450MHz频段基本波的阳极结构2为中心构成，在其下侧配置有向置于阳极结构2的中心的阴极3供给电力的输入部4，在其上侧配置有将从阳极结构2发出的微波输出至管外(磁控管1外)的输出部5。

上述输入部4以及输出部5分别通过输入侧的金属密封体7以及输出侧的金属密封体8与阳极结构2的阳极筒6真空密闭地接合在一起。

阳极结构2具有阳极筒6、多片(例如10片)叶片10、大小两只带环11。阳极筒6例如由铜所构成，形成为圆筒状，其中心轴以通过磁控管1的中心轴的管轴m、即中心轴的方式配置。

各叶片10例如由铜所构成，形成为板状，其以管轴m为中心放射状地配置在阳极筒6的内侧。各叶片10的外侧的端部与阳极筒6的内周面接合，其内侧的端部为自由端。然后，由多片叶片10的自由端所围成的圆筒状空间为电子作用空间。在这里，将由多片叶片10的自由端所形成的内切圆称之为叶片内切圆。在多片叶片10的管轴m方向的上下两端侧分别固定有大小两个带环11。

螺旋状的阴极3沿管轴m设在由多片叶片10的自由端所围成的电子作用空间中。阴极3与多片叶片10的自由端隔有间隔地配置。阳极结构2以及阴极3是磁控管1的共振部。

为了防止电子飞出的端帽12、13分别固定于阴极3的下端部与上端部。作为输入侧的下端部侧的端帽(将其称之为输入侧端帽)12形成为环状，作为输出侧的上端部侧的端帽(将其称之为输出侧端帽)13形成在盘上方。

置于阳极筒6下方的输入部4具有陶瓷轴杆14、经由密封板28a与密封板28b固定于陶瓷轴杆14的中心支承杆15和侧支承杆16，中心支承杆15穿过位于阴极3的输入侧端帽12中央的空孔，向管轴m方向贯通阴极3的中心，与阴极3的输出侧和端帽13接合，从而与阴极3电连接。

另一方面，侧支承杆16与阴极3的输入侧端帽12接合，经由该输入侧端帽12与阴极3电连接。这些中心支承杆15以及侧支承杆16在支承阴极3的同时，向阴极3供给电流。

各个密封板28a以及密封板28b以能够气密的状态固定于陶瓷轴杆14，且贯通轴杆14的端子29a以及29b分别以能够气密的状态固定于密封板28a以及密封板28b。端子29a以及端子29b的另一端侧与滤波电路26的各线圈的一端连接，滤波电路26的各线圈的另一端分别与穿心式电容器30的端子连接。

此外，在阳极筒6的下端部(输入侧端部)的内侧与上端部(输出侧端部)的内侧，一对极片17、18以隔着输入侧端帽12与输出侧端帽13之间的空间的方式相向配置。

在输入侧的极片(将其称之为输入侧极片)17的中央部设有贯通孔，以该贯通孔为中心，形成为向输入侧(下方)扩开的大致漏斗状。该输入侧极片17以管轴m能够通过贯通孔的中心的方式配置。

另一方面，在输出侧的极片(将其称之为输出侧极片)18的中央部设有直径比输出侧端帽13稍大的贯通孔，以该贯通孔为中心，形成为向输出侧(上方)扩开的大致漏斗状。该输出侧极片18以管轴m能够通过贯通孔的中心的方式配置。虽然输入侧极片17与输出侧极片18的整体形状均为大致漏斗状，在中央部各形成有平坦面17A、18A，但如图2所示，这两个平坦面17A与18A的直径有所不同。

此外，在输入侧的极片17的外周部固定有向管轴m方向延伸的大致筒状的金属密封体7的上端部。该金属密封体7以气密的状态固定于阳极筒6的下端部。另一方面，在输出侧的极片18的外周部固定有向管轴m方向延伸的大致筒状的金属密封体8的下端部。该金属密封体8以气密的状态固定于阳极筒6的上端部。

输入侧的金属密封体7在其下端部以气密的状态接合有构成输入部4的陶瓷轴杆14。即，经由密封板28a与密封板28b固定于陶瓷轴杆14的中心支承杆15和侧支承杆16穿过该金属密封体7的内侧与阴极3连接。

另一方面，输出侧的金属密封体8在其上端部以气密的状态接合有构成输出部5的绝缘筒19，此外，在绝缘筒19的上端气密地接合有排气管20。更进一步，从多片叶片10之中的一个引出的天线21贯通输出侧极片18且穿过金属密封体8的内侧向其上端侧延伸，前端被排气管20夹持而以气密的状态固定。

在金属密封体7、8的外侧，以沿管轴m的方向夹着阳极筒6的方式设有一对相对的环状磁体22、23。一对磁体22、23通过极片17、18而向由设置于阳极筒6的内周的叶片10的自由端所围成的圆筒状的空间内导入磁力，从而沿管轴m方向形成有磁场。

此外，阳极筒6与磁体22、23由轭部24覆盖，通过一对磁体22、23与轭部24形成有牢固的磁路。

进一步，在阳极筒6与轭部24之间设有散热器25，从阴极3发出的辐射热经由阳极结构2传递至散热器25并向磁控管1的外部散出。此外，阴极3经由中心支承杆15和侧支承杆16与具有线圈以及穿心式电容器的滤波电路26连接。滤波电路26收纳在滤波箱27内。以上为磁控管1的大体结构。

接下来，参照图2以及图3，对作为磁控管1的共振部的阳极结构2以及阴极3进行进一步详细说明。图2及图3是阳极结构2以及阴极3的纵剖图，是表示构成阳极结构2以及阴极3的各部分的大小、位置以及间隔的图。

在以下的说明中，将叶片10的管轴m方向上的长度(这里视为高度)设为叶片高度Vh；将输入侧端帽12的上端(靠近叶片10的输入侧的端部)12a与输出侧端帽13的下端(靠近叶片10的输出侧的端部)13a之间的管轴m方向上的间隔设为端帽间隔EHg；将输入侧端帽12的上端12a与叶片10的下端(输入侧的端部)之间的管轴m方向上的间隔设为输入侧端帽·叶片间隔IPevg；将输出侧端帽13的下端13a与叶片10的上端(输出侧的端部)之间的管轴m方向上的间隔设为输出侧端帽·叶片间隔OPevg；将输入侧极片17的平坦面17A与输出侧极片18的平坦面18A之间的管轴m方向上的间隔设为极片间隔PPg；将输入侧极片17的平坦面17A与叶片10的下端之间的管轴m方向上的间隔设为输入侧极片·叶片间隔IPpvg；将输出侧极片18的平坦面18A与叶片10的上端之间的管轴m方向上的间隔设为输出侧极片·叶片间隔OPpvg；将输人侧端帽12的上端12a与输入侧极片17的平坦面17A之间的管轴m方向上的间隔设为输人侧端帽·极片间隔IPepg；将输入侧极片17的从平坦面17A到外周部的内表面的管轴m方向上的长度设为输入侧极片高度IPpph；将输出侧极片18的从平坦面18A到外周部的内表面的管轴m方向上的长度设为输出侧极片高度OPpph；将输入侧极片17的平坦面17A的外径设为输入侧极片平坦径IPppd；将输出侧极片18的平坦面18A的外径设为输出侧极片平坦径OPppd；将内切于叶片10的自由端的叶片内切圆的直径设为叶片内切圆直径2ra；将阴极3的外周的直径设为阴极直径2rc。此外，叶片内切圆半径为ra，阴极半径为rc。以上尺寸均以[mm]为单位。

在本实施方式的磁控管1中，叶片高度Vh为7.5[mm]；端帽间隔EHg为8.95[mm]；输入侧端帽·叶片间隔IPevg为1.35[mm]；输出侧端帽·叶片间隔OPevg为0.1[mm]；极片间隔PPg为10.3[mm]；输入侧极片·叶片间隔IPpvg为1.50[mm]；输出侧极片·叶片间隔OPpvg为1.30[mm]；输入侧端帽·极片间隔IPepg为0.15[mm]；输入侧极片高度IPpph以及输出侧极片高度OPpph均为6.25[mm]；输入侧极片平坦径IPppd为14[mm]；输出侧极片平坦径OPppd为12[mm]；叶片内切圆直径2ra为8.00[mm]；阴极直径2rc为3.7[mm]。

接下来，参照图4，对本实施方式的磁控管与作为比较对象的磁控管(将其称之为参考磁控管)100之间的结构的区别进行说明。其中，图4是夹着管轴m，图中右侧为本实施方式的磁控管1的纵剖图，图中左侧为参考磁控管100的纵剖图。本实施方式的磁控管1与参考磁控管100相比较，虽然基本构造相同，但是主要在构成阳极结构2以及阴极3的各部分的管轴m方向上的长度、位置以及间隔方面有所不同。

作为比较对象的参考磁控管100是叶片高度Vh为现有的实用化的最小高度8.00[mm]的磁控管，并且，端帽间隔EHg为8.9[mm]；输入侧端帽·叶片间隔IPevg为0.8[mm]；输出侧端帽·叶片间隔OPevg为0.1[mm]；极片间隔PPg为10.9[mm]；输入侧极片·叶片间隔IPpvg为1.45[mm]；输出侧极片·叶片间隔OPpvg为1.45[mm]；输入侧端帽·极片间隔IPepg为0.65[mm]；输入侧极片高度IPpph以及输出侧极片高度OPpph均为6.25[mm]。

即，本实施方式的磁控管1与参考磁控管100相比较，叶片高度Vh从8.0[mm]降至7.5[mm]，缩短了0.5[mm]，此外，极片间隔PPg从10.9[mm]降至10.3[mm]，缩短了0.6[mm]。与此同时，本实施方式的磁控管1的阳极筒6的管轴m方向的长度比参考磁控管100要短。

更进一步，对于端帽间隔EHg而言，与参考磁控管100相比较，从8.9[mm]增加至8.95[mm]，略微变宽了。其理由会在后面阐述。

另外，本实施方式的磁控管1的输出侧的输出侧极片·叶片间隔OPpvg与参考磁控管100相比，从1.45[mm]降至1.30[mm]，仅略微变短了0.15[mm]；输出侧端帽·叶片间隔OPevg、输出侧极片高度OPpph都与参考磁控管100相同。另一方面，输入侧的输入侧端帽·叶片间隔IPevg与参考磁控管100相比从0.8[mm]增加至1.35[mm]，加宽了0.55[mm]；输入侧极片·叶片间隔IPpvg与输入侧极片高度IPpph都与参考磁控管100基本相同。

因此，本实施方式的磁控管1的输出侧与参考磁控管100基本结构相同，输入侧与参考磁控管100相比，加宽了叶片10与输入侧端帽12之间的间隔。简而言之，本实施方式的磁控管1相比于参考磁控管100，其缩短了叶片10的高度，并且加宽了叶片10与输入侧端帽12之间的间隔。

在此，将本实施方式的磁控管1的特性与参考磁控管100的特性相比较进行说明。首先，利用图5与图6的图表进行有关电子作用空间内的磁通密度大小的说明。其中，图5是本实施方式的磁控管1的图表，图6是参考磁控管100的图表。图5以及图6中，纵轴为磁通密度(高斯)，横轴表示电子作用空间内的管轴m方向的位置。此外，横轴以叶片高度Vh的中心为0，从中心开始负方向表示输入侧，正方向表示输出侧。在这图5与图6中，分别用靠近叶片10(叶片)，叶片10与阴极3之间的中央(中央)，靠近阴极3(阴极)来表示所得的磁通密度。

如图5以及图6所示可以清楚地得知，本实施方式的磁控管1分别在靠近叶片10、叶片10以及阴极3之间的中央、靠近阴极3所得的磁通密度都比参考磁控管100的磁通密度要稍微高一些。即，有关电子作用空间内的磁通密度，本实施方式的磁控管1能够得到比参考磁控管100相同程度以上的特性。

其次，关于磁通密度与电子效率以及阳极电压的关系，利用图7以及图8的图表进行说明。图7的纵轴为电子效率[％]，横轴为磁通密度[高斯]；图8的纵轴为阳极电压[V]，横轴为磁通密度[高斯]。从图7以及图8可以清楚地得知，有关对于磁通密度的效率以及阳极电压，本实施方式的磁控管1能够得到与参考磁控管100相同程度的特性。

接下来，关于实际的相对于磁控管的阳极电压的输出以及输出效率，利用图9以及图10的图表进行说明。图9的纵轴为输出[W]，横轴为阳极电压[KV]；图10的纵轴为输出效率[％]，横轴为阳极电压[KV]。从图9以及图10可以清楚地得知，有关对于阳极电压的输出以及阳极电压，本实施方式的磁控管1也能够得到与参考磁控管100相同程度的特性。

此外，在参考磁控管100中，在约74.5[％]的高效率获得了约1.35[A]的负荷稳定性，与此相对，在本实施方式的磁控管1中，在约74.5[％]的高效率能够获得了约2.0[A]的负荷稳定性。即，本实施方式的磁控管1能够维持与参考磁控管100相同程度的高效率，同时，能够得到更加高的负荷稳定性。

如上所述，本实施方式的磁控管1与参考磁控管100相比较，负荷稳定性以外的特性为相同程度，能够维持与参考磁控管100相同程度的高效率，同时能提高负荷稳定性。

在此，对于本实施方式的磁控管1能够维持与参考磁控管100相同程度的高效率的同时提高负荷稳定性的理由进行说明。

图11表示电子作用空间内的磁场分布。图11是阳极结构2以及阴极3的纵剖图，用多条电场的等势线来表示电子作用空间内的管轴m方向上的电场分布。另外，该电场分布是由计算机解析模拟计算得出的。如图11所示，在阴极3与叶片10之间的电子作用空间内，排列有与管轴m方向(图中为上下方向)相平行的多条电场等势线。由此，电子从阴极3向叶片10，沿着与电场等势线垂直的箭头A所表示的方向(即，与管轴m相垂直的方向)移动。

为了像这样使磁控管1稳定地振荡，在阴极3与叶片10的自由端之间的电子作用空间的整个区域中，以各电场等势线与管轴m方向平行，磁力线沿与管轴m方向垂直的方向排列最为理想。在此，将如上所述与管轴m方向平行的多条电场等势线在与管轴m方向垂直的方向上排列的区域称为稳定振荡区域。

其中，在电子作用空间的管轴m方向的两端，由于存在输入侧端帽12以及输出侧端帽13，因此在该部分，多条电场等势线向与管轴m方向几乎垂直的方向(叶片10侧)弯曲。因此，在电子作用空间内的输入侧端帽12以及输出侧端帽13附近，如箭头B及C所指，电子沿管轴m方向受到从叶片10的两端朝向中央的力。此力将从阴极3向叶片10的两端放出的电子向叶片10的中央押回。

一对磁体22、23通过极片17、18向配置于阳极筒6的内周的叶片10的自由端所围成的圆筒状空间内导入磁力，沿管轴m方向形成磁场，电子作用空间内的电子从阴极3向叶片10，沿垂直于等势线的箭头A所示的方向(即，垂直于管轴m的方向)移动，但是，由于管轴m方向的磁场，根据弗莱明左手定则受到洛伦兹力，该电子在电场的等势面上描画出绕转轨道。

在本实施方式的磁控管1中，为了减小将从阴极3向叶片10的电子群朝叶片10的中央压回的力(箭头B)，比起参考磁控管100，扩大了叶片10与输入侧端帽12之间的间隔(输入侧端帽·叶片间隔IPevg)。

由此，扩大叶片10与输入侧端帽12之间的间隔，多条等势线向叶片10侧弯曲，与管轴m方向几乎平行的方向(图中为上下方向)上的排列位置远离叶片10的自由端的输入侧端。这样，在阴极3与叶片10的自由端之间的电子作用空间内，与管轴m方向平行的等势线会延伸至叶片10的输入侧的端部，相比于参考磁控管100，稳定振荡区域在输入侧变宽。因此，在叶片10的自由端的输入侧的端部附近，相比于参考磁控管100，作用于电子的向管轴m方向的抑制力(箭头B所指的朝向叶片10的自由端的中央的力)变弱，而且，电场等势线的间隔变缓，抑制力也变得均匀。由此，能够使电子的运动区域拓宽至叶片10的自由端，相比于参考磁控管100，能够提升负荷稳定性。

然而，本实施方式的磁控管1仅将叶片10与输入侧端帽12之间的间隔拓宽，并没有拓宽叶片10与输出侧端帽13之间的间隔。理由是因为，从叶片10与输入侧端帽12以及输出侧端帽13之间漏出的电子之中，从输出侧漏出的电子对于特性的影响更大。实际上，从输出侧漏出的电子经由天线21表现为磁控管1的输出的噪音。

对此，从输入侧漏出的电子会被滤波箱27等除去，相比于从输出侧漏出的电子，对于特性的影响要小。所以，在本实施方式的磁控管1中，仅拓宽了叶片10与输入侧端帽12之间的间隔(输入侧端帽·叶片间隔IPevg)。

在此，利用图12以及图13的图表来说明电子作用空间内的电场强度的大小。其中，图12为本实施方式的磁控管1的图表，图13为参考磁控管100的图表。图12以及图13中，纵轴为电场强度[V/m]，横轴表示电子作用空间内的管轴m方向的位置。图12以及图13中，分别示出了在靠近叶片10(叶片)、叶片10与阴极3之间的中央(中央)、靠近阴极3(阴极)所得的电场强度。

如图12以及图13所示可以清楚地得知，靠近叶片10的电场强度在叶片10的管轴m方向的两端附近变大。这是因为，如图11所示，在叶片10的管轴m方向的两端附近，由于多条等势线向叶片10侧弯曲而使间隔变密，所以表现为靠近叶片10的电场强度变大。此外，该叶片10的管轴m方向的两端附近的靠近叶片10的电场强度越大，意味着作用于电子的向管轴m方向的力(箭头B所示的朝向叶片10的自由端的中央的力)就越大。

比较图12与图13可知，本实施方式的磁控管1相比于参考磁控管100，在叶片10的输入侧(-)的端部靠近叶片10的电场强度要小。由此可知，本实施方式的磁控管1的作用于电子的向管轴m方向的力(箭头B所示的向叶片10的自由端的中央的力)较弱。

此外，本实施方式的磁控管1相比于参考磁控管100，靠近阴极3(阴极)的电场强度大，与叶片10以及阴极3之间的中央(中央)的电场强度的差变小。并且，与靠近叶片10(叶片)的电场强度的差也变小。该现象表示电场等势面变宽，在本实施方式的磁控管1中，可以推测出电子作用空间的稳定振荡区域向输入侧延伸。从该结果也可以得知，在本实施方式的磁控管1中，作用于电子的向管轴m方向的力(箭头C所示的向叶片10的自由端的中央的力)变弱，其抑制力也能够均匀抑制。

另外，若相对于叶片高度Vh，过度拓宽输入侧端帽·叶片间隔IPevg，则会导致电子漏出量变大，可能会导致效率低下。为此，输入侧端帽·叶片间隔IPevg必须在能够维持与参考磁控管100相同程度的高效率的范围内拓宽。

在此，拓宽输入侧端帽·叶片间隔IPevg意味着拓宽端帽间隔EHg。因此，需要限定叶片高度Vh与端帽间隔EHg的比，以能够维持与参考磁控管100相同程度的高效率，并且，相比于参考磁控管100，使叶片10的输入侧的端部的靠近叶片10的电场强度变小。

具体地，从模拟计算等的解析结果中可以得知，满足条件“叶片高度Vh与端帽间隔EHg的比(EHg/Vh)为1.12≤EHg/Vh≤1.26”时，能够维持与参考磁控管100相同程度的高效率，并且相比于参考磁控管100，叶片10的输入侧的端上的电场强度变小。实际上，本实施方式的磁控管1中，叶片高度Vh与端帽间隔EHg的比(EHg/Vh)为8.95/7.5＝1.19，该比值满足上述条件。由此，本实施方式的磁控管1能够维持与参考磁控管100相同程度的高效率，同时也能够提高负荷稳定性。顺带一提，参考磁控管100中，叶片高度Vh与端帽间隔EHg的比(EHg/Vh)为8.9/8.0＝1.11，该比例不满足上述条件。

接着，在本实施方式的磁控管1中，相比于输出侧极片·叶片间隔OPpvg，输入侧极片·叶片间隔IPpvg更宽。该输入侧极片·叶片间隔IPpvg以及输出侧极片·叶片间隔OPpvg是与极片间隔PPg成比例的。并且，该极片间隔PPg与阴极3和叶片10之间的电子作用空间的磁通密度有着密切关系。因此，为了使阴极3与叶片10之间的电子作用空间的磁通密度达到与参考磁控管100相同程度，有必要选定极片间隔PPg与叶片高度Vh的比(PPg/Vh)。

具体地，从模拟计算等的解析结果中可以得知，满足条件“极片间隔PPg与叶片高度Vh的比(PPg/Vh)为1.35≤PPg/Vh≤1.45”时，电子作用空间的磁通密度达到与参考磁控管100相同程度。实际上，本实施方式的磁控管1中，极片间隔PPg与叶片高度Vh的比(PPg/Vh)为10.3/7.5＝1.37，该比值满足上述条件。

此外，本实施方式的磁控管1中，如图3以及图4所示，输入侧端帽·叶片间隔IPevg比输入侧极片·叶片间隔IPpvg要短。即，输入侧端帽12的上端12a比输入侧极片17的平坦面17A更向叶片10侧突出。作为其原因之一是，为了抑制从输入侧极片17的中央部的空孔漏出电子。具体地，输入侧端帽12的上端12a比输入侧极片17的平坦面17A向叶片10侧在0[mm]以上0.8[mm]以下的范围内突出最为理想。实际上，本实施方式的磁控管1中，输入侧端帽12的上端12a比输入侧极片17的平坦面17A仅向叶片10侧多突出0.15[mm]。

在本实施方式的磁控管1中，输出侧端帽·叶片间隔OPevg比输入侧端帽·叶片间隔IPevg更狭窄的理由是因为，如上所述，比起输入侧，输出侧漏出的电子的影响要大。另外，在图2中，输出侧端帽13的下端13a位于叶片10的上端(输出侧的端部)的上侧(输出侧)，将该情况下的间隔设为输出侧端帽·叶片间隔OPevg，但输出侧端帽13的下端13a也可以比叶片10的上端(输出侧的端部)更进入叶片10的自由端的中央侧。该情况下的间隔也可以作为输出侧端帽·叶片间隔OPevg。输出侧端帽·叶片间隔OPevg以及输入侧端帽·叶片间隔IPevg与端帽间隔EHg成比例，由EHg＝(OPevg+IPevg+Vh)与1.12Vh≤EHg≤1.26Vh的关系，可得0.12Vh≤(OPevg+IPevg)≤0.26Vh。若从经验原则做范围限定，选定-0.1[mm]≤OPevg≤0.5[mm]，0.7[mm]≤IPevg≤1.5[mm]，设计为0.9[mm]≤(OPevg+IPevg)≤1.8[mm]是较为理想的。

此外,在本实施方式的磁控管1中，输入侧极片平坦径IPppd比输出侧极片平坦径OPppd更大。极片形状与电子作用空间的磁通密度密切相关，因此，最好选定输入侧极片平坦径IPppd与输出侧极片平坦径OPppd的比(IPppd/OPppd)。具体而言，输入侧极片平坦径IPppd与输出侧极片平坦径OPppd的比(IPppd/OPppd)的值只要满足1≤(IPppd/OPppd)≤1.34的条件即可，实际上，本实施方式的磁控管1的输入侧极片平坦径IPppd与输出侧极片平坦径OPppd的比(IPppd/OPppd)的值为14/12＝1.17，所以满足上述条件。

此外，在本实施方式的磁控管1中，阴极直径2rc与叶片内切圆直径2ra的比(即，阴极半径rc与叶片内切圆半径ra之比)为0.463。该比(以下称之为rc/ra比)与效率以及负荷稳定性有密切的关系，且该rc/ra比越大，负荷稳定性会随之变大而效率会变得低下。因此，为了维持与参考磁控管100同等程度的高效率的同时提高负荷稳定性，该rc/ra比也变得重要。

故，考虑到这点来选定rc/ra比更为理想。具体地，从模拟计算等的解析结果可知，如果该rc/ra比满足条件0.45≤rc/ra≤0.487，就能够维持与参考磁控管100同等程度的高效率的同时提供更高的负荷稳定性。实际上，本实施方式的磁控管1如上所述，该rc/ra比为0.463，所以满足上述条件。

如上所述，在本实施方式的磁控管1中，因为使输入侧极片·叶片间隔IPpvg比输出侧极片·叶片间隔OPpvg大，并使输入侧端帽·叶片间隔IPevg比输出侧端帽·叶片间隔OPevg大，此外，以满足上述条件的方式选定叶片高度Vh与端帽间隔EHg的比、输出侧端帽·叶片间隔OPevg与输入侧端帽·叶片间隔IPevg的大小、极片间隔PPg与叶片高度Vh的比、输入侧端帽12向叶片10侧突出的量、输入侧极片平坦径IPppd与输出侧极片平坦径OPppd的比、阴极半径rc与叶片内切圆半径ra的比，因此，关于负荷稳定性以外的特性，能够维持与参考磁控管100同等程度，在该基础上还能够大幅度提升负荷稳定性。然而，不必一定满足以上所有条件，至少使输入侧极片·叶片间隔IPpvg比输出侧极片·叶片间隔OPpvg大，并使输入侧端帽·叶片间隔IPevg比输出侧端帽·叶片间隔OPevg大，且使叶片高度Vh与端帽间隔EHg的比满足上述条件即可。至于其他条件，也可以根据所要求的产品规格等选择性地满足。

其次，采用本实施方式的磁控管1与参考磁控管100以及与之有区别的多个磁控管，比较其效率以及负荷稳定性，将其结果加以说明。

所采用的磁控管的主要部分的长度以及间隔如图14所示。在该表中，记载了No.1-No.5的五种磁控管，其中，No.5是本实施方式的磁控管1，No.3是参考磁控管100。

该五种磁控管中，除本实施方式的磁控管1即No.5以外的磁控管No.1-No.4的叶片高度Vh为8.0[mm]以上。此外，输入侧极片·叶片间隔IPpvg比输出侧极片·叶片间隔OPpvg大，输入侧端帽·叶片间隔IPevg比输出侧端帽·叶片间隔OPevg大，并且叶片高度Vh与端帽间隔EHg的比满足上述条件的仅有No.5的磁控管，即，只有本实施方式的磁控管1。

将这五种磁控管No.1-No.5各自得出的效率与负荷稳定性表示在图15的图表上。图15中，纵轴表示负荷稳定性[A]，横轴表示效率[％]。从图15可以清楚地得知，本实施方式的磁控管1、即磁控管No.5与其他磁控管No.1-No.4相比，尽管叶片高度Vh小，却能够在约74.5[％]的高效率得到约2.0[A]的高负荷稳定性。

在磁控管No.1-No.4中，能在74-75[％]左右的高效率中得到最高负荷稳定性的是No.3磁控管，但是其只有1.35[A]，相比于磁控管No.5还要低了0.65[A]。此外，虽然磁控管No.1的负荷稳定性相对较高，为2.1[A]，但是效率为70[％]左右，相比于磁控管No.5还要低了约4[％]。由此可知，本实施方式的磁控管1(磁控管No.5)相比于其他各种各样的磁控管，具有高效率并且负荷稳定性高。

接着，将本实施方式的磁控管1(磁控管No.5)的效率与负荷稳定性的关系表示在图16的图表上。图16中，与图15同样地，纵轴表示负荷稳定性[A]，横轴表示效率[％]。

在图16上，用点划线表示叶片高度为Vh＝7.5[mm]的磁控管1的效率与负荷稳定性的变化，由该点划线可清楚地得知，效率与负荷稳定性是一方上升其另一方就降低的所谓权衡关系。然而，如上所述，效率与负荷稳定性和rc/ra比是有密切关系的，所以在模拟计算中通过改变磁控管1的rc/ra比，来使从磁控管1所得的效率与负荷稳定性变化。

实际上，在本实施方式的磁控管1中，虽然在约74[％]的效率上负荷稳定性为约2.0[A]，但如果将效率降低至71.5[％]左右，负荷稳定性会上升至2.7[A]左右。换言之，在不到75[％]的效率时，能够得到2.0[A]以上较高的负荷稳定性。

在此，进一步将本实施方式的磁控管1的叶片高度Vh设为8.0[mm]、7.0[mm]、6.0[mm]的情况下的效率与负荷稳定性的关系表示在图16的图表上。然而在此设定为，即使改变了叶片高度Vh，也能够满足上述条件。在图16上，用双点划线表示叶片高度Vh为8.0[mm]的情况下的效率与负荷稳定性的变化，用长虚线表示叶片高度Vh为7.0[mm]的情况下的效率与负荷稳定性的变化，用短虚线表示叶片高度Vh为6.0[mm]的情况下的效率与负荷稳定性的变化。

当磁控管1的叶片高度Vh为8.0[mm]时，由双点划线可清楚地得知，约72[％]的效率时负荷稳定性为约3.0[A]，约74.5[％]的效率的负荷稳定性为约2.5[A]。即，在这种情况下，相比于叶片高度Vh为7.5[mm]时，相同程度的效率时可得较高的负荷稳定性。此结论可以由以下理由推测：如果叶片高度Vh越大，那么相应地，稳定振荡区域的管轴m方向上的长度就越大。

此外，当磁控管1的叶片高度Vh为7.0[mm]时，由长虚线可清楚地得知，约71.5[％]的效率时负荷稳定性为约2.5[A]，约74.5[％]的效率的负荷稳定性为约1.5[A]。即，在这种情况下，相比于当叶片高度Vh为7.5[mm]时，相同程度的效率时可得较低的负荷稳定性。该结论可以由以下理由推测：如果叶片高度Vh越小，那么相应地，稳定振荡区域的管轴m方向上的长度就越小。

此外，当磁控管1的叶片高度Vh为6.0[mm]时，由短虚线可清楚地得知，约71[％]的效率时负荷稳定性为约1.9[A]，约73.5[％]的效率的负荷稳定性为约1.2[A]。即，在这种情况下，相比于叶片高度Vh为7.0[mm]时，相同程度的效率时可得更低的负荷稳定性。

由此可知，如果将磁控管1的叶片高度Vh扩大，相同效率时的负荷稳定性会上升，如果将叶片高度Vh缩小，则相同效率时的负荷稳定性会下降。

在用于家用微波炉等的磁控管中，作为高效率地运行稳定的基准，要求在70-75[％]左右的高效率时获得1.3[A]以上的负荷稳定性。实际上，能够满足该要求的叶片高度为8.0、7.5、7.0[mm]，在叶片高度为6.0[mm]时不能够满足该要求。

除此之外，当叶片高度Vh为6.0[mm]时，例如，相比于磁控管No.3，并没有在相同效率时获得高的负荷稳定性。因此，磁控管1的理想叶片高度Vh为7.0[mm]以上。另一方面，如果将叶片高度Vh扩大至比8.0[mm]大，虽然相同效率时的负荷稳定性有所提升，但是成本也会随之增加。

因此，为了在降低成本的同时，提升高效率时的负荷稳定性，叶片高度Vh的理想范围是7.0[mm]以上，8.0[mm]以下。

由上述说明可知，本实施方式的磁控管1的叶片高度Vh与端帽间隔EHg的比(EHg/Vh)满足1.12≤EHg/Vh≤1.26的条件，并且以输入侧极片·叶片间隔IPpvg大于输出侧极片·叶片间隔OPpvg，且输入侧端帽·叶片间隔IPevg大于输出侧端帽·叶片间隔OPevg的方式使叶片高度Vh变短，与此同时，与参考磁控管100相比，既能够维持相同的高效率，又能够提升负荷稳定性。

此外，像这样通过缩短叶片高度Vh，能使阳极筒6的管轴m方向上的长度比参考磁控管100短，其结果是，能够缩短磁体22、23之间的间隔。由此，例如，能够相比于参考磁控管100所采用的磁体，将磁体22、23更换为性能低且廉价的东西。此外，不仅限于此，如果采用性能相同的磁体，对应于磁体22、23之间的间隔变窄的量，能够提高电子作用空间内的磁场强度。

由此，能够提供一种既实现节约成本，又能够实现高效率化与提升负荷稳定性的磁控管。

然而，上述实施方式仅为一个例子，只要是要求既高效率又高负荷稳定性的磁控管，那么，其还可以适用于例如家用微波炉所采用的磁控管以外的磁控管。

Claims (7)

1.一种磁控管，其特征在于，具有：

阳极筒，该阳极筒沿着中心轴从输入侧向输出侧呈圆筒状延伸；

多个叶片，这些叶片从所述阳极筒的内表面向所述中心轴延伸且自由端形成叶片内切圆；

阴极，该阴极沿所述中心轴配置在由所述多个叶片的自由端所形成的叶片内切圆内；

输入侧端帽以及输出侧端帽，该输入侧端帽以及输出侧端帽分别固定于所述阴极的输入侧的端部以及输出侧的端部；

输入侧极片以及输出侧极片，该输入侧极片以及输出侧极片分别配置于所述阳极筒的中心轴方向的输入侧的端部以及输出侧的端部，将磁通导向所述多个叶片的自由端与所述阴极之间的电子作用空间；以及

磁体，该磁体配置于所述输入侧极片以及输出侧极片各自的中心轴方向的外侧，

在将所述输入侧端帽与输出侧端帽的间隔设为端帽间隔EHg、将所述叶片的中心轴方向上的长度设为叶片高度Vh、将所述输入侧端帽与所述叶片的输入侧的端部之间的间隔设为输入侧端帽·叶片间隔IPevg、将所述输出侧端帽与所述叶片的输出侧的端部之间的间隔设为输出侧端帽·叶片间隔OPevg、将所述输入侧极片的中心部分的平坦面与所述叶片的输入侧的端部之间的间隔设为输入侧极片·叶片间隔IPpvg、将所述输出侧极片的中心部分的平坦面与所述叶片的输出侧的端部之间的间隔设为输出侧极片·叶片间隔OPpvg时，

满足1.12≤EHg/Vh≤1.26、IPpvg＞OPpvg、IPevg＞OPevg。

2.如权利要求1所述的磁控管，其特征在于，

满足7.0mm≤Vh≤8.0mm。

3.如权利要求2所述的磁控管，其特征在于，

满足0.9mm≤(OPevg+IPevg)≤1.8mm。

4.如权利要求3所述的磁控管，其特征在于，

当将所述输入侧极片的中心部分的平坦面与所述输出侧极片的中心部分的平坦面之间的间隔设为PPg时，满足1.35≤PPg/Vh≤1.45。

5.如权利要求4所述的磁控管，其特征在于，

所述输入侧端帽比所述输入侧极片的中心部分的平坦面向所诉叶片侧突出。

6.如权利要求5所述的磁控管，其特征在于，

当将所述输入侧极片的中心部分的平坦面的直径设为输入侧极片平坦径IPppd、将所述输出侧极片的中心部分的平坦面的直径设为输出侧极片平坦径OPppd时，满足1≤IPppd/OPppd≤1.34。

7.如权利要求6所述的磁控管，其特征在于，

当将所述叶片内切圆的半径设为叶片内切圆半径ra、将所述阴极的外周的半径设为阴极半径为rc时，满足0.45≤rc/ra≤0.487。