JP2002124194A - 中空電子ビーム放出用電子銃 - Google Patents
中空電子ビーム放出用電子銃Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 放電を防止して安定な動作を行わせることの
できる中空電子ビーム放出用電子銃を提供することを目
的とする。 【解決手段】 この発明の中空電子ビーム放出用電子銃
は、電子放出環帯２を挟んで配設された前部電極及び後
部電極を有する陰極１と、電子を引き出すために陰極１
の周囲に設けた中空円筒状の陽極４と、電子放出環帯２
を加熱するヒータ２２とを真空雰囲気中に配置する中空
電子ビーム放出用電子銃において、電子放出環帯２と前
部電極及び後部電極とが断熱用の間隙を持って配設さ
れ、電子放出環帯２の前部電極及び後部電極と対向する
端面部が高融点金属３７で覆われると共に、電子放出環
帯２と高融点金属３７とが滑らかな電極表面を形成する
ように加工されたものである。
できる中空電子ビーム放出用電子銃を提供することを目
的とする。 【解決手段】 この発明の中空電子ビーム放出用電子銃
は、電子放出環帯２を挟んで配設された前部電極及び後
部電極を有する陰極１と、電子を引き出すために陰極１
の周囲に設けた中空円筒状の陽極４と、電子放出環帯２
を加熱するヒータ２２とを真空雰囲気中に配置する中空
電子ビーム放出用電子銃において、電子放出環帯２と前
部電極及び後部電極とが断熱用の間隙を持って配設さ
れ、電子放出環帯２の前部電極及び後部電極と対向する
端面部が高融点金属３７で覆われると共に、電子放出環
帯２と高融点金属３７とが滑らかな電極表面を形成する
ように加工されたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば大電力マイク
ロ波もしくはミリ波を発生するジャイロトロン等の電子
管において、中空電子ビームを放出する電子銃の構造に
関するものであり、特に、電子銃部内での放電の防止に
関するものである。
ロ波もしくはミリ波を発生するジャイロトロン等の電子
管において、中空電子ビームを放出する電子銃の構造に
関するものであり、特に、電子銃部内での放電の防止に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明は２つの観点から上記のような電
子銃部内での放電の防止という課題を解決しようとする
ものであり、ここではそれぞれの観点に対応する２つの
従来技術の例を挙げる。
子銃部内での放電の防止という課題を解決しようとする
ものであり、ここではそれぞれの観点に対応する２つの
従来技術の例を挙げる。
【０００３】ジャイロトロンに代表される電子サイクロ
トロン共鳴メーザ作用を利用した電子管は、マイクロ波
帯から、ミリ波、サブミリ波帯における高周波大電力源
として利用されつつある。
トロン共鳴メーザ作用を利用した電子管は、マイクロ波
帯から、ミリ波、サブミリ波帯における高周波大電力源
として利用されつつある。
【０００４】このようなジャイロトロンは、一般に図７
に示すように構成されている。図において、３９は中空
電子ビーム４７を発生する電子銃部、４０はその電子ビ
ームを相互作用領域に導くビームトンネル部、４１は空
胴共振器部、４２は相互作用を終えた電子ビームを回収
するとともに上記空胴共振器部４１で発生した電磁波４
３を伝送する導波管として働くコレクタ部、４４は出力
窓部、４５は導波管結合フランジ、４６は磁界装置のソ
レノイドを表している。
に示すように構成されている。図において、３９は中空
電子ビーム４７を発生する電子銃部、４０はその電子ビ
ームを相互作用領域に導くビームトンネル部、４１は空
胴共振器部、４２は相互作用を終えた電子ビームを回収
するとともに上記空胴共振器部４１で発生した電磁波４
３を伝送する導波管として働くコレクタ部、４４は出力
窓部、４５は導波管結合フランジ、４６は磁界装置のソ
レノイドを表している。
【０００５】本発明は、図７における電子銃部３９に関
するものであり、これに関する第１の従来技術として、
例えば特開昭６１−１３８４３０号公報に示されている
如く図８の電子銃を挙げる。この図において、１は陰
極、２は電子を放出する電子放出環帯、３は陰極支持機
構、４は陰極１の周囲に設けられた中空円筒状で同軸形
の陽極、５はヒータ線、６はヒータ支持柱、７は各電極
間を絶縁する絶縁体、８はヒータ線と陰極間を絶縁する
絶縁体、９はこの電子銃から発せられる電子ビーム中の
電子軌道の一例、４８は電子銃部に磁場を発生するため
のマグネット、４９は電子銃部を排気するための排気ポ
ートである。
するものであり、これに関する第１の従来技術として、
例えば特開昭６１−１３８４３０号公報に示されている
如く図８の電子銃を挙げる。この図において、１は陰
極、２は電子を放出する電子放出環帯、３は陰極支持機
構、４は陰極１の周囲に設けられた中空円筒状で同軸形
の陽極、５はヒータ線、６はヒータ支持柱、７は各電極
間を絶縁する絶縁体、８はヒータ線と陰極間を絶縁する
絶縁体、９はこの電子銃から発せられる電子ビーム中の
電子軌道の一例、４８は電子銃部に磁場を発生するため
のマグネット、４９は電子銃部を排気するための排気ポ
ートである。
【０００６】次に動作について説明する。陰極１は陰極
支持機構３により支えられており、陽極４によって囲ま
れている。陰極１の付近にはマグネット４８によりある
強度の軸方向磁場がかけられている。陰極１の内部には
電子放出環帯２を加熱するためのヒータが設置されてお
り、これへの電力はヒータ線５、ヒータ支持柱６を通し
て供給される。各電極間は絶縁体７で絶縁されている。
陽極４はビームトンネル部４０等を含むジャイロトロン
本体に対し負の電圧が印加され、陰極１は陽極４に対し
更に負の電圧が陰極支持機構３を通して印加される。電
子銃部の排気は主に排気ポート４９を通して行われる。
支持機構３により支えられており、陽極４によって囲ま
れている。陰極１の付近にはマグネット４８によりある
強度の軸方向磁場がかけられている。陰極１の内部には
電子放出環帯２を加熱するためのヒータが設置されてお
り、これへの電力はヒータ線５、ヒータ支持柱６を通し
て供給される。各電極間は絶縁体７で絶縁されている。
陽極４はビームトンネル部４０等を含むジャイロトロン
本体に対し負の電圧が印加され、陰極１は陽極４に対し
更に負の電圧が陰極支持機構３を通して印加される。電
子銃部の排気は主に排気ポート４９を通して行われる。
【０００７】電子放出環帯２はヒータにより加熱され、
電子を放出する。電子は陰極１と陽極４間の電界により
加速され、マグネット４８に発生されている軸方向磁場
に巻き付くように螺旋状の軌道を描きながら進む。さら
に、図７において、電子銃部３９より引き出された中空
状電子ビームは、ビームトンネル部４０を通過し、通
常、円筒状空胴からなる空胴共振器部４１における固有
モードと電子サイクロトロン共鳴メーザ相互作用により
相互作用し、電子の運動エネルギーの一部が電磁波に変
換された後、コレクタ電極部に回収される。
電子を放出する。電子は陰極１と陽極４間の電界により
加速され、マグネット４８に発生されている軸方向磁場
に巻き付くように螺旋状の軌道を描きながら進む。さら
に、図７において、電子銃部３９より引き出された中空
状電子ビームは、ビームトンネル部４０を通過し、通
常、円筒状空胴からなる空胴共振器部４１における固有
モードと電子サイクロトロン共鳴メーザ相互作用により
相互作用し、電子の運動エネルギーの一部が電磁波に変
換された後、コレクタ電極部に回収される。
【０００８】第２の従来技術の例として、例えば特開平
3-２３８７３４号公報に示されている図９の電子銃を挙
げる。この電子銃は、電子を発生する電子放出環帯２、
電子放出環帯２に隣接し、これと同電位である前部電極
３０および後部電極３１、これら３つの電極から構成さ
れる陰極１、陰極１から電子を引き出すための電位を形
成し、陰極１の周囲に同軸状に配設されている中空円筒
状の陽極４、これらの電極間の絶縁を保つ絶縁体７、電
子放出環帯２を加熱するヒータ５を備えている。次に、
動作について説明する。電子ビームは、熱電子放出作用
により電子放出環帯２の表面から引き出される。その際
電子ビームは、前部電極３０、後部電極３１、電子放出
環帯２からなる陰極１と陽極４によって形成される電界
分布と、外部から印加される軸方向磁界によって、エネ
ルギー分散の小さい所望の中空状電子ビームを形成す
る。
3-２３８７３４号公報に示されている図９の電子銃を挙
げる。この電子銃は、電子を発生する電子放出環帯２、
電子放出環帯２に隣接し、これと同電位である前部電極
３０および後部電極３１、これら３つの電極から構成さ
れる陰極１、陰極１から電子を引き出すための電位を形
成し、陰極１の周囲に同軸状に配設されている中空円筒
状の陽極４、これらの電極間の絶縁を保つ絶縁体７、電
子放出環帯２を加熱するヒータ５を備えている。次に、
動作について説明する。電子ビームは、熱電子放出作用
により電子放出環帯２の表面から引き出される。その際
電子ビームは、前部電極３０、後部電極３１、電子放出
環帯２からなる陰極１と陽極４によって形成される電界
分布と、外部から印加される軸方向磁界によって、エネ
ルギー分散の小さい所望の中空状電子ビームを形成す
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】まず、第１の従来技術
による電子銃の持つ課題について説明する。電子銃動作
時において陰極１は高温になり、熱伝導および熱輻射に
よって周辺の各種構成部品も加熱され、これらの部品か
らガスが放出される。また、電子放出環帯２から電子が
放出されるときにもガスが放出されるなど、電子銃内に
は真空度を劣化させる要因が多い。真空度の劣化は得ら
れる電子ビームの電流を低下させたり、電極間の放電を
誘発し、構成部品に損傷を与える原因になったりする。
特に、図８の陰極１より左側の陰極支持機構３周辺部の
空間に入り込んだガスは、陰極１と陽極４間の間隙を通
して排気されるのみである。しかし、この間隔は狭く、
この部分の排気コンダクタンスが小さいために、陰極支
持機構３周辺部の排気が行われにくく、真空度が劣化
し、電極間の放電を誘発するに至るという問題点があっ
た。
による電子銃の持つ課題について説明する。電子銃動作
時において陰極１は高温になり、熱伝導および熱輻射に
よって周辺の各種構成部品も加熱され、これらの部品か
らガスが放出される。また、電子放出環帯２から電子が
放出されるときにもガスが放出されるなど、電子銃内に
は真空度を劣化させる要因が多い。真空度の劣化は得ら
れる電子ビームの電流を低下させたり、電極間の放電を
誘発し、構成部品に損傷を与える原因になったりする。
特に、図８の陰極１より左側の陰極支持機構３周辺部の
空間に入り込んだガスは、陰極１と陽極４間の間隙を通
して排気されるのみである。しかし、この間隔は狭く、
この部分の排気コンダクタンスが小さいために、陰極支
持機構３周辺部の排気が行われにくく、真空度が劣化
し、電極間の放電を誘発するに至るという問題点があっ
た。
【００１０】次に、第２の従来技術による電子銃の持つ
課題について説明する。この電子銃の陰極１における前
部電極３０、後部電極３１は帯状の電子放出環帯２から
射出される電子ビームを所定の性能にするために不可欠
な電極であり、なめらかな等電位面を形成するという意
味で、それらの外周面はなめらかに接合されていなけれ
ばならない。
課題について説明する。この電子銃の陰極１における前
部電極３０、後部電極３１は帯状の電子放出環帯２から
射出される電子ビームを所定の性能にするために不可欠
な電極であり、なめらかな等電位面を形成するという意
味で、それらの外周面はなめらかに接合されていなけれ
ばならない。
【００１１】しかし、前部電極３０、電子放出環帯２、
後部電極３１が一体化され、表面が接触した構成では、
連続面を形成しやすい反面、電子放出環帯２を加熱する
ヒータ５の熱が、前部電極３０、後部電極３１まで及
び、電子放出環帯２を所定の温度まで加熱するために要
するヒータ電力が大きくなるとともに、これらの電極ま
でも高温に熱する。これらの前部電極３０および後部電
極３１は通常モリブデンのような高融点金属で構成さ
れ、動作初期には表面から電子が放出されることはない
が、長時間の動作に伴って電子放出環帯２から蒸発した
バリウム等の電子放出物質がこれらの電極表面に付着し
て不所望な電子放出を起こす可能性がある。さらに、前
部電極３０、後部電極３１表面からの不所望な電子放出
を防ぐために、これらの電極を熱的に分離した構成にし
た場合には、電子放出環帯２の端面やエッジ部から動作
にまったく不都合な電子を大量に放出する可能性があ
る。これらの電子は、空胴共振器部で電子サイクロトロ
ン共鳴メーザ相互作用を効率よく行わせるためのビーム
集束条件を満足するように形成されていないので、相互
作用に悪影響を及ぼすだけでなく、陽極４に流入し陽極
電流過大を起こし、陽極電圧制御を不能にしたり、陰極
１と陽極４との間の放電の引き金になったりして、電子
銃自体の動作が不安定になるという問題点があった。
後部電極３１が一体化され、表面が接触した構成では、
連続面を形成しやすい反面、電子放出環帯２を加熱する
ヒータ５の熱が、前部電極３０、後部電極３１まで及
び、電子放出環帯２を所定の温度まで加熱するために要
するヒータ電力が大きくなるとともに、これらの電極ま
でも高温に熱する。これらの前部電極３０および後部電
極３１は通常モリブデンのような高融点金属で構成さ
れ、動作初期には表面から電子が放出されることはない
が、長時間の動作に伴って電子放出環帯２から蒸発した
バリウム等の電子放出物質がこれらの電極表面に付着し
て不所望な電子放出を起こす可能性がある。さらに、前
部電極３０、後部電極３１表面からの不所望な電子放出
を防ぐために、これらの電極を熱的に分離した構成にし
た場合には、電子放出環帯２の端面やエッジ部から動作
にまったく不都合な電子を大量に放出する可能性があ
る。これらの電子は、空胴共振器部で電子サイクロトロ
ン共鳴メーザ相互作用を効率よく行わせるためのビーム
集束条件を満足するように形成されていないので、相互
作用に悪影響を及ぼすだけでなく、陽極４に流入し陽極
電流過大を起こし、陽極電圧制御を不能にしたり、陰極
１と陽極４との間の放電の引き金になったりして、電子
銃自体の動作が不安定になるという問題点があった。
【００１２】この発明は上記２つの従来技術による電子
銃の持つ、電極間の放電を起こし易く、動作が不安定で
あるという問題点を解消するためになされたもので、陰
極支持機構周辺部の排気を容易にし、また、陽極に流入
する電流を抑えることによって、放電を防止して安定な
動作を行わせることのできる中空電子ビーム放出用電子
銃を提供することを目的とする。
銃の持つ、電極間の放電を起こし易く、動作が不安定で
あるという問題点を解消するためになされたもので、陰
極支持機構周辺部の排気を容易にし、また、陽極に流入
する電流を抑えることによって、放電を防止して安定な
動作を行わせることのできる中空電子ビーム放出用電子
銃を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係わる中空電子ビーム放出用電子銃は、電子放出環帯と
前部電極及び後部電極とが断熱用の間隙を持って配設さ
れ、上記電子放出環帯の上記前部電極及び後部電極と対
向する端面部が高融点金属で覆われると共に、上記電子
放出環帯と上記高融点金属とが滑らかな電極表面を形成
するように加工されたものである。
係わる中空電子ビーム放出用電子銃は、電子放出環帯と
前部電極及び後部電極とが断熱用の間隙を持って配設さ
れ、上記電子放出環帯の上記前部電極及び後部電極と対
向する端面部が高融点金属で覆われると共に、上記電子
放出環帯と上記高融点金属とが滑らかな電極表面を形成
するように加工されたものである。
【００１４】請求項２に記載の発明に係わる中空電子ビ
ーム放出用電子銃は、電子放出環帯近傍の前部電極及び
後部電極部を他の部分より薄く加工すると共に、上記前
部電極、電子放出環帯、及び後部電極の表面が滑らかに
連続につながるようにこれらを密着固定したものであ
る。
ーム放出用電子銃は、電子放出環帯近傍の前部電極及び
後部電極部を他の部分より薄く加工すると共に、上記前
部電極、電子放出環帯、及び後部電極の表面が滑らかに
連続につながるようにこれらを密着固定したものであ
る。
【００１５】請求項３に記載の発明に係わる中空電子ビ
ーム放出用電子銃は、電子放出環帯と前部電極及び後部
電極とが、断熱的な高融点絶縁物を介して密着固定され
たものである。
ーム放出用電子銃は、電子放出環帯と前部電極及び後部
電極とが、断熱的な高融点絶縁物を介して密着固定され
たものである。
【００１６】請求項４に記載の発明に係わる中空電子ビ
ーム放出用電子銃は、請求項３のものにおいて、高融点
絶縁物の表面を導体薄膜で覆ったものである。
ーム放出用電子銃は、請求項３のものにおいて、高融点
絶縁物の表面を導体薄膜で覆ったものである。
【００１７】
【作用】請求項１に記載の発明における中空電子ビーム
放出用電子銃では、電子放出環帯と前部電極及び後部電
極とが断熱用の間隙を持って配設され、上記電子放出環
帯の上記前部電極及び後部電極と対向する端面部が高融
点金属で覆われると共に、上記電子放出環帯と上記高融
点金属とが滑らかな電極表面を形成するように加工され
たので、電子放出環帯端面からの不要な電子放出が抑え
られ、陽極との間の放電を抑制して、さらに電子放出環
帯端付近における電界の歪を抑えて、安定に動作する電
子銃を得ることができる。
放出用電子銃では、電子放出環帯と前部電極及び後部電
極とが断熱用の間隙を持って配設され、上記電子放出環
帯の上記前部電極及び後部電極と対向する端面部が高融
点金属で覆われると共に、上記電子放出環帯と上記高融
点金属とが滑らかな電極表面を形成するように加工され
たので、電子放出環帯端面からの不要な電子放出が抑え
られ、陽極との間の放電を抑制して、さらに電子放出環
帯端付近における電界の歪を抑えて、安定に動作する電
子銃を得ることができる。
【００１８】また、請求項２に記載の発明における中空
電子ビーム放出用電子銃においては、電子放出環帯近傍
の前部電極及び後部電極部を他の部分より薄く加工する
と共に、上記前部電極、電子放出環帯、及び後部電極の
表面が滑らかに連続につながるようにこれらを密着固定
したので、電子放出環帯と前部電極及び後部電極との熱
絶縁を保ちつつ、電子放出環帯端面やエッジ部からの不
要な電子の放出を防ぐことができ、陽極との間の放電を
抑制して、さらに電子放出環帯端付近における電界の歪
を抑えて、安定に動作する電子銃を得ることができる。
電子ビーム放出用電子銃においては、電子放出環帯近傍
の前部電極及び後部電極部を他の部分より薄く加工する
と共に、上記前部電極、電子放出環帯、及び後部電極の
表面が滑らかに連続につながるようにこれらを密着固定
したので、電子放出環帯と前部電極及び後部電極との熱
絶縁を保ちつつ、電子放出環帯端面やエッジ部からの不
要な電子の放出を防ぐことができ、陽極との間の放電を
抑制して、さらに電子放出環帯端付近における電界の歪
を抑えて、安定に動作する電子銃を得ることができる。
【００１９】また、請求項３に記載の発明における中空
電子ビーム放出用電子銃においては、電子放出環帯と前
部電極及び後部電極とが、断熱的な高融点絶縁物を介し
て密着固定されたので、不要な部分からの不所望な電子
の放出を防ぐことができ、陽極との間の放電を抑制し
て、安定に動作する電子銃を得ることができる。
電子ビーム放出用電子銃においては、電子放出環帯と前
部電極及び後部電極とが、断熱的な高融点絶縁物を介し
て密着固定されたので、不要な部分からの不所望な電子
の放出を防ぐことができ、陽極との間の放電を抑制し
て、安定に動作する電子銃を得ることができる。
【００２０】また、請求項４に記載の発明における中空
電子ビーム放出用電子銃においては、高融点絶縁物の表
面を導体薄膜で覆ったので、請求項３で述べた効果に加
えて、電子放出環帯端付近における電界の歪を抑えるこ
とができる。
電子ビーム放出用電子銃においては、高融点絶縁物の表
面を導体薄膜で覆ったので、請求項３で述べた効果に加
えて、電子放出環帯端付近における電界の歪を抑えるこ
とができる。
【００２１】
【実施例】次に、この発明による電子銃の一実施例を図
１に示し、これについて説明する。図において、２は中
空状電子ビームを放出する例えばタングステンからなる
電子放出環帯であり、その前部電極３０及び後部電極３
１と対向する両端面は電子を放出しにくい例えばモリブ
デン等の高融点金属から成るプレート３２がロウ接等で
固着され、金属プレート３２は電子放出環帯２と共に一
体加工されてなめらかな電極表面を形成している。この
電子放出環帯は３３ａ、３３ｂで示された支持体によっ
て前部電極３０、後部電極３１にそれぞれ間隙を持って
断熱的に固定されて、陰極１を構成する。この陰極１と
陰極１の周囲に同軸的に配設されている中空円柱状の陽
極４との間に印加される電位差と、軸方向に印加されて
いる軸方向磁界によって、中空電子ビームが図の上方に
引き出される。
１に示し、これについて説明する。図において、２は中
空状電子ビームを放出する例えばタングステンからなる
電子放出環帯であり、その前部電極３０及び後部電極３
１と対向する両端面は電子を放出しにくい例えばモリブ
デン等の高融点金属から成るプレート３２がロウ接等で
固着され、金属プレート３２は電子放出環帯２と共に一
体加工されてなめらかな電極表面を形成している。この
電子放出環帯は３３ａ、３３ｂで示された支持体によっ
て前部電極３０、後部電極３１にそれぞれ間隙を持って
断熱的に固定されて、陰極１を構成する。この陰極１と
陰極１の周囲に同軸的に配設されている中空円柱状の陽
極４との間に印加される電位差と、軸方向に印加されて
いる軸方向磁界によって、中空電子ビームが図の上方に
引き出される。
【００２２】次に動作について説明する。リング状に形
成された電子放出環帯２は、電子放出物質が含浸されて
おり、内部に備えるヒータ５０によって加熱され、熱電
子放出作用によって、電子を放出する。前部電極３０、
電子放出環帯２、後部電極３１によって構成される陰極
１と、陽極４との間に印加される電位差によって、これ
ら電極間の空間に形成される電界分布と、外部から印加
される軸方向磁界分布の組み合わせにより、電子は所定
の軌道を描いて引き出される。特に、電子の初期速度や
速度分散は、前部電極３０、電子放出環帯２、後部電極
３１から構成される陰極１の表面形状で決定されるの
で、電子放出環帯２付近の表面での電界分布を乱すよう
な不連続は避けなけらばならない。しかるに、電子放出
環帯２以外の電極からの電子放出を避けるためには、前
部電極３０、後部電極３１と電子放出環帯２との間を熱
的に分離しなければならないという矛盾が起こる。そこ
で、図１に示されているように電子放出環帯２の両端面
に厚さの薄い高融点金属のプレート３２をロウ接等によ
って固着させ電子放出環帯２と共に一体加工することに
よって、電子放出環帯２表面付近の電界の乱れ、特に電
子放出環帯２エッジ部の電界の乱れを緩和できる。ま
た、電子放出環帯２と前部及び後部電極３０、３１との
断熱的な隙間３５は、電子放出環帯２と陽極４との間隔
に比べて十分に小さいので、電子放出環帯２表面以外の
空間においても電界の乱れは十分小さい。
成された電子放出環帯２は、電子放出物質が含浸されて
おり、内部に備えるヒータ５０によって加熱され、熱電
子放出作用によって、電子を放出する。前部電極３０、
電子放出環帯２、後部電極３１によって構成される陰極
１と、陽極４との間に印加される電位差によって、これ
ら電極間の空間に形成される電界分布と、外部から印加
される軸方向磁界分布の組み合わせにより、電子は所定
の軌道を描いて引き出される。特に、電子の初期速度や
速度分散は、前部電極３０、電子放出環帯２、後部電極
３１から構成される陰極１の表面形状で決定されるの
で、電子放出環帯２付近の表面での電界分布を乱すよう
な不連続は避けなけらばならない。しかるに、電子放出
環帯２以外の電極からの電子放出を避けるためには、前
部電極３０、後部電極３１と電子放出環帯２との間を熱
的に分離しなければならないという矛盾が起こる。そこ
で、図１に示されているように電子放出環帯２の両端面
に厚さの薄い高融点金属のプレート３２をロウ接等によ
って固着させ電子放出環帯２と共に一体加工することに
よって、電子放出環帯２表面付近の電界の乱れ、特に電
子放出環帯２エッジ部の電界の乱れを緩和できる。ま
た、電子放出環帯２と前部及び後部電極３０、３１との
断熱的な隙間３５は、電子放出環帯２と陽極４との間隔
に比べて十分に小さいので、電子放出環帯２表面以外の
空間においても電界の乱れは十分小さい。
【００２３】図２は、図１の陰極１を電子ビームの下流
側から見たときの様子を示したものである。金属プレー
ト３２の存在によって、更に、電子放出環帯端面部３４
からの不必要な方向への電子放出が抑えられる。このプ
レート３２が存在しない場合には、例えば、断熱的な隙
間３５として０．３ｍｍを選んだとしても、電子放出環
帯２面と中心軸とのなす角θが２５度程度であると、電
子ビーム下流側から直接見える電子放出環帯端面部３４
の半径方向の長さは、約０．１４ｍｍにもなり、この部
分からの電子は不必要な方向へ加速され、電子管の動作
に悪影響を及ぼす。なお、上記実施例では金属プレート
３２を用いたが、図３に示したように、電子ビーム下流
側からみて電子放出環帯端面部３４が見えない程度の幅
を持ったリング３６を用いても同様の効果がある。
側から見たときの様子を示したものである。金属プレー
ト３２の存在によって、更に、電子放出環帯端面部３４
からの不必要な方向への電子放出が抑えられる。このプ
レート３２が存在しない場合には、例えば、断熱的な隙
間３５として０．３ｍｍを選んだとしても、電子放出環
帯２面と中心軸とのなす角θが２５度程度であると、電
子ビーム下流側から直接見える電子放出環帯端面部３４
の半径方向の長さは、約０．１４ｍｍにもなり、この部
分からの電子は不必要な方向へ加速され、電子管の動作
に悪影響を及ぼす。なお、上記実施例では金属プレート
３２を用いたが、図３に示したように、電子ビーム下流
側からみて電子放出環帯端面部３４が見えない程度の幅
を持ったリング３６を用いても同様の効果がある。
【００２４】次に、この発明による電子銃の他の実施例
を図４に示し、これについて説明する。上記では、電子
放出環帯２と前部及び後部電極３０、３１との断熱構造
として微小間隙３５を採用したが、この例では前部電極
３０及び後部電極３１の電子放出環帯２側の端部を断熱
性を保つ程度に他の部分より薄く加工すると共に、前部
電極３０、電子放出環帯２、及び後部電極３１の表面が
滑らかに連続につながるようにこれらを密着固定してい
る。上記の場合、微小とはいえ、電子放出環帯２表面と
前部及び後部電極３０、３１表面とは空間的に不連続で
あるので、電極表面付近の電界の乱れは避けられない。
これに対し、この実施例によれば、断熱性能は若干劣る
が、電極表面に不連続が存在しないので、不所望な方向
への電子の放出が防止できる。また、電子放出環帯２の
端面部も露出されないので不要な部分からの電子放出も
防ぐことができる。
を図４に示し、これについて説明する。上記では、電子
放出環帯２と前部及び後部電極３０、３１との断熱構造
として微小間隙３５を採用したが、この例では前部電極
３０及び後部電極３１の電子放出環帯２側の端部を断熱
性を保つ程度に他の部分より薄く加工すると共に、前部
電極３０、電子放出環帯２、及び後部電極３１の表面が
滑らかに連続につながるようにこれらを密着固定してい
る。上記の場合、微小とはいえ、電子放出環帯２表面と
前部及び後部電極３０、３１表面とは空間的に不連続で
あるので、電極表面付近の電界の乱れは避けられない。
これに対し、この実施例によれば、断熱性能は若干劣る
が、電極表面に不連続が存在しないので、不所望な方向
への電子の放出が防止できる。また、電子放出環帯２の
端面部も露出されないので不要な部分からの電子放出も
防ぐことができる。
【００２５】次に、この発明による電子銃の他の実施例
を図５に示し、これについて説明する。上記の実施例で
は電子放出環帯２と前部及び後部電極３０、３１との断
熱構造として、微小間隙や、薄い金属での接触を採用し
ているが、この例では、この断熱構造として、電子放出
環帯２と前部及び後部電極３０、３１との間に、熱伝導
率の小さい高融点の絶縁物を介在させている。図におい
て、３７ａ及び３７ｂは電子放出環帯２と前部及び後部
電極３０、３１との断熱を達成するために挟まれた例え
ばセラミックス等の高融点絶縁物である。図示のよう
に、電子放出環帯２端面が覆われているので、不要な部
分からの電子放出が防げる。
を図５に示し、これについて説明する。上記の実施例で
は電子放出環帯２と前部及び後部電極３０、３１との断
熱構造として、微小間隙や、薄い金属での接触を採用し
ているが、この例では、この断熱構造として、電子放出
環帯２と前部及び後部電極３０、３１との間に、熱伝導
率の小さい高融点の絶縁物を介在させている。図におい
て、３７ａ及び３７ｂは電子放出環帯２と前部及び後部
電極３０、３１との断熱を達成するために挟まれた例え
ばセラミックス等の高融点絶縁物である。図示のよう
に、電子放出環帯２端面が覆われているので、不要な部
分からの電子放出が防げる。
【００２６】なお、この実施例では、高融点絶縁物３７
ａ、３７ｂの部分で、電界の不連続が存在するが、この
不連続を防止するために絶縁物３７ａ、３７ｂの表面を
導体薄膜で覆っても良い。図６はこの発明の一実施例の
要部を一部破断して示す斜視図である。図において、３
８は高融点絶縁物３７ａ、３７ｂの表面を覆う導体薄膜
である。このようにすることで、各々の電極表面間に電
界の不連続が起こるのを防止でき、電子の不所望な方向
や、予期しない初速度での放出を抑えることができる。
ａ、３７ｂの部分で、電界の不連続が存在するが、この
不連続を防止するために絶縁物３７ａ、３７ｂの表面を
導体薄膜で覆っても良い。図６はこの発明の一実施例の
要部を一部破断して示す斜視図である。図において、３
８は高融点絶縁物３７ａ、３７ｂの表面を覆う導体薄膜
である。このようにすることで、各々の電極表面間に電
界の不連続が起こるのを防止でき、電子の不所望な方向
や、予期しない初速度での放出を抑えることができる。
【００２７】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、電子放
出環帯と前部電極及び後部電極とが断熱用の間隙を持っ
て配設され、上記電子放出環帯の上記前部電極及び後部
電極と対向する端面部が高融点金属で覆われると共に、
上記電子放出環帯と上記高融点金属とが滑らかな電極表
面を形成するように加工されたので、電子放出環帯端面
からの不要な電子放出が抑えられ、陽極との間の放電を
抑制して、さらに電子放出環帯端付近における電界の歪
を抑えて、安定に動作する電子銃を得ることができる。
出環帯と前部電極及び後部電極とが断熱用の間隙を持っ
て配設され、上記電子放出環帯の上記前部電極及び後部
電極と対向する端面部が高融点金属で覆われると共に、
上記電子放出環帯と上記高融点金属とが滑らかな電極表
面を形成するように加工されたので、電子放出環帯端面
からの不要な電子放出が抑えられ、陽極との間の放電を
抑制して、さらに電子放出環帯端付近における電界の歪
を抑えて、安定に動作する電子銃を得ることができる。
【００２８】また、請求項２に記載の発明によれば、電
子放出環帯近傍の前部電極及び後部電極部を他の部分よ
り薄く加工すると共に、上記前部電極、電子放出環帯、
及び後部電極の表面が滑らかに連続につながるようにこ
れらを密着固定したので、電子放出環帯と前部電極及び
後部電極との熱絶縁を保ちつつ、電子放出環帯端面やエ
ッジ部からの不要な電子の放出を防ぐことができ、陽極
との間の放電を抑制して、さらに電子放出環帯端付近に
おける電界の歪を抑えて、安定に動作する電子銃を得る
ことができる。
子放出環帯近傍の前部電極及び後部電極部を他の部分よ
り薄く加工すると共に、上記前部電極、電子放出環帯、
及び後部電極の表面が滑らかに連続につながるようにこ
れらを密着固定したので、電子放出環帯と前部電極及び
後部電極との熱絶縁を保ちつつ、電子放出環帯端面やエ
ッジ部からの不要な電子の放出を防ぐことができ、陽極
との間の放電を抑制して、さらに電子放出環帯端付近に
おける電界の歪を抑えて、安定に動作する電子銃を得る
ことができる。
【００２９】また、請求項３に記載の発明によれば、電
子放出環帯と前部電極及び後部電極とが、断熱的な高融
点絶縁物を介して密着固定されたので、不要な部分から
の不所望な電子の放出を防ぐことができ、陽極との間の
放電を抑制して、安定に動作する電子銃を得ることがで
きる。
子放出環帯と前部電極及び後部電極とが、断熱的な高融
点絶縁物を介して密着固定されたので、不要な部分から
の不所望な電子の放出を防ぐことができ、陽極との間の
放電を抑制して、安定に動作する電子銃を得ることがで
きる。
【００３０】また、請求項４に記載の発明によれば、高
融点絶縁物の表面を導体薄膜で覆ったので、請求項３で
述べた効果に加えて、電子放出環帯端付近における電界
の歪を抑えることができる。
融点絶縁物の表面を導体薄膜で覆ったので、請求項３で
述べた効果に加えて、電子放出環帯端付近における電界
の歪を抑えることができる。
【図１】 この発明に係る中空電子放出用電子銃を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】 図１の中空電子放出用電子銃の陰極を電子ビ
ームの下流側からみた平面図である。
ームの下流側からみた平面図である。
【図３】 この発明の中空電子放出用電子銃の陰極を示
す要部拡大図である。
す要部拡大図である。
【図４】 この発明の中空電子放出用電子銃の陰極を示
す要部拡大図である。
す要部拡大図である。
【図５】 この発明の中空電子放出用電子銃の陰極を
示す要部拡大図である。
示す要部拡大図である。
【図６】 この発明の中空電子放出用電子銃の陰極を示
す要部拡大図である。
す要部拡大図である。
【図７】 従来のジャイロトロンを示す断面図である。
【図８】 従来の中空電子放出用電子銃の構成を示す断
面図である。
面図である。
【図９】 従来の中空電子放出用電子銃の陰極付近を示
す断面図である。
す断面図である。
１ 陰極 ２ 電子放出環帯 ３ 陰極支持機構 ４ 陽極 ５ ヒータ線 ７ 絶縁体 ８ ヒータ支持柱絶縁体 １０ 電圧供給導体 １２ 連通経路 １４ 貫通穴 １５ 陽極の外側を通る排気経路 １６ 接続部品 １７ 排気スリット １８ 金属製網 １９ 非蒸発型ゲッタポンプ ２２ ヒータ ２３ 連通経路 ２４ 電界集中を緩和する部品 ２５ チタンゲッタポンプ ２８ 遮蔽板 ２９ 電界集中を緩和する部品 ３０ 前部電極 ３１ 後部電極 ３２ 金属プレート ３３ 支持体 ３４ 電子放出環帯端面 ３５ 断熱間隙 ３６ リング ３７ 高融点絶縁物 ３８ 導体薄膜 ３９ 電子銃部 ４０ ビームトンネル部 ４９ 電子銃部排気ポート ５０ ヒータ ５１ 金属筒 ５２ ガス吸着性物質
Claims (4)
- 【請求項１】 電子放出環帯を挟んで配設された前部電
極及び後部電極を有する陰極と、電子を引き出すために
上記陰極の周囲に設けた中空円筒状の陽極と、上記電子
放出環帯を加熱するヒータとを真空雰囲気中に配置する
中空電子ビーム放出用電子銃において、上記電子放出環
帯と上記前部電極及び後部電極とが断熱用の間隙を持っ
て配設され、上記電子放出環帯の上記前部電極及び後部
電極と対向する端面部が高融点金属で覆われると共に、
上記電子放出環帯と上記高融点金属とが滑らかな電極表
面を形成するように加工されたことを特徴とする中空電
子ビーム放出用電子銃。 - 【請求項２】 電子放出環帯を挟んで配設された前部電
極及び後部電極を有する陰極と、電子を引き出すために
上記陰極の周囲に設けた中空円筒状の陽極と、上記電子
放出環帯を加熱するヒータとを真空雰囲気中に配置する
中空電子ビーム放出用電子銃において、上記電子放出環
帯近傍の上記前部電極及び後部電極部を他の部分より薄
く加工すると共に、上記前部電極、電子放出環帯、及び
後部電極の表面が滑らかに連続につながるようにこれら
を密着固定したことを特徴とする中空電子ビーム放出用
電子銃。 - 【請求項３】 電子放出環帯を挟んで配設された前部電
極及び後部電極を有する陰極と、電子を引き出すために
上記陰極の周囲に設けた中空円筒状の陽極と、上記電子
放出環帯を加熱するヒータとを真空雰囲気中に配置する
中空電子ビーム放出用電子銃において、上記電子放出環
帯と上記前部電極及び後部電極とが、断熱的な高融点絶
縁物を介して密着固定されたことを特徴とする中空電子
ビーム放出用電子銃。 - 【請求項４】 高融点絶縁物の表面を導体薄膜で覆った
ことを特徴とする請求項３記載の中空電子ビーム放出用
電子銃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001321479A JP3412625B2 (ja) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | 中空電子ビーム放出用電子銃 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001321479A JP3412625B2 (ja) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | 中空電子ビーム放出用電子銃 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05213993A Division JP3401821B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 中空電子ビーム放出用電子銃 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002124194A true JP2002124194A (ja) | 2002-04-26 |
| JP3412625B2 JP3412625B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=19138690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001321479A Expired - Fee Related JP3412625B2 (ja) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | 中空電子ビーム放出用電子銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412625B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114944313A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-08-26 | 电子科技大学 | 一种回旋行波管多注电子枪 |
-
2001
- 2001-10-19 JP JP2001321479A patent/JP3412625B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114944313A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-08-26 | 电子科技大学 | 一种回旋行波管多注电子枪 |
| CN114944313B (zh) * | 2022-06-30 | 2023-09-12 | 电子科技大学 | 一种回旋行波管多注电子枪 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3412625B2 (ja) | 2003-06-03 |
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| Date | Code | Title | Description |
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