JP2842044B2 - 進行波管増幅器 - Google Patents
進行波管増幅器Info
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- JP2842044B2 JP2842044B2 JP11561592A JP11561592A JP2842044B2 JP 2842044 B2 JP2842044 B2 JP 2842044B2 JP 11561592 A JP11561592 A JP 11561592A JP 11561592 A JP11561592 A JP 11561592A JP 2842044 B2 JP2842044 B2 JP 2842044B2
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- Japan
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- collector
- power supply
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- traveling
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、進行波管とこれを動作
させる電源とからなる進行波管増幅器に関する。
させる電源とからなる進行波管増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】進行波管増幅器は、放送用などの中継器
あるいは送信機の最終段増幅器として用いられている。
進行波管増幅器は出力が１０Ｗ台から数ＫＷ台のものま
で種々のものがあるが、中継器あるいは送信機において
他の機器がほとんど固体化されているため、消費電力の
大部分を進行波管増幅器が占めている。このため、進行
波管増幅器の消費電力の低減つまり効率の改善は必要不
可欠の条件である。
あるいは送信機の最終段増幅器として用いられている。
進行波管増幅器は出力が１０Ｗ台から数ＫＷ台のものま
で種々のものがあるが、中継器あるいは送信機において
他の機器がほとんど固体化されているため、消費電力の
大部分を進行波管増幅器が占めている。このため、進行
波管増幅器の消費電力の低減つまり効率の改善は必要不
可欠の条件である。
【０００３】進行波管増幅器の消費電力低減の方法の一
つとして、遅波回路で高周波との相互作用を終えた電子
ビーム、いわゆるスペントビームを捕捉するコレクタに
おいて熱損失として消費される電力をできるだけ少なく
する方法がある。すなわち、コレクタ電圧をスペントビ
ームの中で最も速度の遅い電子が捕えられる電位まで下
げて動作させる、いわゆるコレクタ電位低下、あるいは
コレクタの電極を複数個に分割してそれぞれに別々の電
圧を印加して、スペントビームの電子をそれぞれの速度
に応じて弁別して捕捉する多段コレクタ電位低下などが
ある。
つとして、遅波回路で高周波との相互作用を終えた電子
ビーム、いわゆるスペントビームを捕捉するコレクタに
おいて熱損失として消費される電力をできるだけ少なく
する方法がある。すなわち、コレクタ電圧をスペントビ
ームの中で最も速度の遅い電子が捕えられる電位まで下
げて動作させる、いわゆるコレクタ電位低下、あるいは
コレクタの電極を複数個に分割してそれぞれに別々の電
圧を印加して、スペントビームの電子をそれぞれの速度
に応じて弁別して捕捉する多段コレクタ電位低下などが
ある。
【０００４】このようにして消費電力の低減を図った進
行波管増幅器として図２に示すようなカソード側を一番
下にして各電源を積み上げた積み上げ方式のものが従来
知られている。この進行波管増幅器は２段のコレクタ１
３，１４を有する進行波管１と、その電源２から構成さ
れている。進行波管１は電子銃３、遅波回路４、コレク
タ１３，１４およびビーム集束装置６から構成され、電
子銃３にはカソード７、ヒータ８、ウェネルト９、アノ
ード１０がある。カソード７から放出された電子ビーム
はビーム集束装置６によって集束されて遅波回路４を通
過し、このとき入力結合部１１から入力された高周波と
相互作用して高周波を増幅させる。増幅された高周波は
出力結合部１２から外部に取出され、相互作用の終った
電子ビーム、いわゆるスペントビームはコレクタに入り
速度の遅いものは第１のコレクタ１３に、速いものは第
２のコレクタ１４に入力し捕捉される。
行波管増幅器として図２に示すようなカソード側を一番
下にして各電源を積み上げた積み上げ方式のものが従来
知られている。この進行波管増幅器は２段のコレクタ１
３，１４を有する進行波管１と、その電源２から構成さ
れている。進行波管１は電子銃３、遅波回路４、コレク
タ１３，１４およびビーム集束装置６から構成され、電
子銃３にはカソード７、ヒータ８、ウェネルト９、アノ
ード１０がある。カソード７から放出された電子ビーム
はビーム集束装置６によって集束されて遅波回路４を通
過し、このとき入力結合部１１から入力された高周波と
相互作用して高周波を増幅させる。増幅された高周波は
出力結合部１２から外部に取出され、相互作用の終った
電子ビーム、いわゆるスペントビームはコレクタに入り
速度の遅いものは第１のコレクタ１３に、速いものは第
２のコレクタ１４に入力し捕捉される。
【０００５】電源２はカソード端子１９を基準にして電
圧の低いものから順に第２のコレクタ１４、第１のコレ
クタ１３、遅波回路４、アノード１０用に各電源１５，
１６，１７，１８を積み上げ、端子２０，２１，２２，
２３をそれぞれ第２のコレクタ１４、第１のコレクタ１
３、遅波回路４、アノード１０用電源端子とし、さらに
ヒータ用電源２５およびその端子を１９，２７として構
成したものである。なお、遅波回路４が接地電位となっ
ている。ヒータ８以外の電源の構成方法には、カソード
７側を共通にして各電源を個別にした個別方式もある
が、小形軽量化、低消費電力化、低コスト化などの経済
性に重点をおく場合には一般に積み上げ方式が用いられ
る。
圧の低いものから順に第２のコレクタ１４、第１のコレ
クタ１３、遅波回路４、アノード１０用に各電源１５，
１６，１７，１８を積み上げ、端子２０，２１，２２，
２３をそれぞれ第２のコレクタ１４、第１のコレクタ１
３、遅波回路４、アノード１０用電源端子とし、さらに
ヒータ用電源２５およびその端子を１９，２７として構
成したものである。なお、遅波回路４が接地電位となっ
ている。ヒータ８以外の電源の構成方法には、カソード
７側を共通にして各電源を個別にした個別方式もある
が、小形軽量化、低消費電力化、低コスト化などの経済
性に重点をおく場合には一般に積み上げ方式が用いられ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この様な従来の進行波
管増幅器ではコレクタ電圧の設定はスペントビームの速
度分散が最も大きく、遅い電子の割合の大きい飽和出力
時の速度分布に合わせて行なわれる。このため、コレク
タで発生する熱損失量としては、飽和出力時よりも小信
号、無励振時の場合の方が大きくなることがある。これ
はコレクタの段数が少なく、遅波回路でのビーム変換効
率の高いものほどその影響は顕著である。
管増幅器ではコレクタ電圧の設定はスペントビームの速
度分散が最も大きく、遅い電子の割合の大きい飽和出力
時の速度分布に合わせて行なわれる。このため、コレク
タで発生する熱損失量としては、飽和出力時よりも小信
号、無励振時の場合の方が大きくなることがある。これ
はコレクタの段数が少なく、遅波回路でのビーム変換効
率の高いものほどその影響は顕著である。
【０００７】進行波管増幅器としては飽和出力時から無
励振時までの全ての動作状態が考えられるので、最も熱
損失量が大きい状態を考慮して熱設計を行なう必要があ
る。そのため、進行波管のコレクタは最も熱損失量の大
きい小信号、無励振の場合を考慮するため、小型化でき
ない、または使用部材の温度、特に最終段コレクタの温
度が上がり過ぎてしまうという欠点があった。
励振時までの全ての動作状態が考えられるので、最も熱
損失量が大きい状態を考慮して熱設計を行なう必要があ
る。そのため、進行波管のコレクタは最も熱損失量の大
きい小信号、無励振の場合を考慮するため、小型化でき
ない、または使用部材の温度、特に最終段コレクタの温
度が上がり過ぎてしまうという欠点があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の進行波管増幅器
は、電源の最終段コレクタ用端子に接続されて最終段コ
レクタ用電源の一部を構成する制御電源と、進行波管の
最終段コレクタ電流を検出し、この検出信号を前記制御
電源の出力電圧制御部に最終段コレクタ電圧を制御する
信号として帰還する検出回路を有する。
は、電源の最終段コレクタ用端子に接続されて最終段コ
レクタ用電源の一部を構成する制御電源と、進行波管の
最終段コレクタ電流を検出し、この検出信号を前記制御
電源の出力電圧制御部に最終段コレクタ電圧を制御する
信号として帰還する検出回路を有する。
【０００９】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の進行波管増幅器の一実施例を示すブ
ロック図で、コレクタが２段の場合のものである。電源
２Ａは図２の従来例の電源２において最終段（この場合
は第２コレクタ）のコレクタ用端子２０に制御電源２４
を接続し、この先にさらに最終段コレクタ電流検出回路
３０を接続し、端子２６を最終段コレクタ用電源端子と
し、そして最終段コレクタの電流検出回路３０の検出信
号出力端子２８を制御電源２４の出力電圧制御部の入力
端子２９に接続したものである。
る。図１は本発明の進行波管増幅器の一実施例を示すブ
ロック図で、コレクタが２段の場合のものである。電源
２Ａは図２の従来例の電源２において最終段（この場合
は第２コレクタ）のコレクタ用端子２０に制御電源２４
を接続し、この先にさらに最終段コレクタ電流検出回路
３０を接続し、端子２６を最終段コレクタ用電源端子と
し、そして最終段コレクタの電流検出回路３０の検出信
号出力端子２８を制御電源２４の出力電圧制御部の入力
端子２９に接続したものである。
【００１０】最終段コレクタ電流は進行波管１が飽和出
力動作の時に最も少なく、小信号、無励振動作となるに
従って電流値は多くなる。そのため、進行波管１の動作
状態を検出する信号源として使用できる。また、進行波
管１が無励振の状態で動作しているときは、電子は初期
のエネルギーを維持したままコレクタに入射するため、
遅い電子は存在せずに速度分散もないため、電子ビーム
は全て最終段のコレクタに入射する。従って、小信号、
無励振の場合には最終段のコレクタ電圧を飽和出力時の
ときよりも下げた場合でも、コレクタの電子ビームの捕
捉性能が失なわれることはない。
力動作の時に最も少なく、小信号、無励振動作となるに
従って電流値は多くなる。そのため、進行波管１の動作
状態を検出する信号源として使用できる。また、進行波
管１が無励振の状態で動作しているときは、電子は初期
のエネルギーを維持したままコレクタに入射するため、
遅い電子は存在せずに速度分散もないため、電子ビーム
は全て最終段のコレクタに入射する。従って、小信号、
無励振の場合には最終段のコレクタ電圧を飽和出力時の
ときよりも下げた場合でも、コレクタの電子ビームの捕
捉性能が失なわれることはない。
【００１１】以上から図１に示す電源２Ａを構成し、最
終段コレクタ電流を検出し、この検出信号を制御電源２
４の出力電圧制御部に帰還することにより、最終段コレ
クタ電流値に合わせて最終段コレクタ電圧を制御するこ
とができる。つまり、最終段コレクタ電流は飽和出力時
に最も少なく、小信号動作、無励振となると電流は多く
なるので、最終段コレクタ電流の増加に伴ない最終段コ
レクタ電圧を低下させることで、コレクタの電子ビーム
捕捉性能を損うことなくコレクタで熱負荷を低減でき
る。
終段コレクタ電流を検出し、この検出信号を制御電源２
４の出力電圧制御部に帰還することにより、最終段コレ
クタ電流値に合わせて最終段コレクタ電圧を制御するこ
とができる。つまり、最終段コレクタ電流は飽和出力時
に最も少なく、小信号動作、無励振となると電流は多く
なるので、最終段コレクタ電流の増加に伴ない最終段コ
レクタ電圧を低下させることで、コレクタの電子ビーム
捕捉性能を損うことなくコレクタで熱負荷を低減でき
る。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、制御電源
と進行波管の最終段コレクタ電流検出回路を設けること
により、最終段コレクタ電流を進行波管の動作状態を検
出する信号源として使用し、最終段コレクタ電流の増加
に伴い最終段コレクタ電圧を低下させることで、コレク
タの電子ビーム捕捉性能を損うことなくコレクタでの熱
負荷を低減することができる。このことは従来、小信
号、無励振時でのコレクタの温度から設計上の制約を受
けていた進行波管を小型・軽量化することが可能とな
る。
と進行波管の最終段コレクタ電流検出回路を設けること
により、最終段コレクタ電流を進行波管の動作状態を検
出する信号源として使用し、最終段コレクタ電流の増加
に伴い最終段コレクタ電圧を低下させることで、コレク
タの電子ビーム捕捉性能を損うことなくコレクタでの熱
負荷を低減することができる。このことは従来、小信
号、無励振時でのコレクタの温度から設計上の制約を受
けていた進行波管を小型・軽量化することが可能とな
る。
【図１】本発明の進行波管増幅器の一実施例のブロック
図である。
図である。
【図２】従来の進行波管増幅器のブロック図である。
１ 進行波管 ２，２Ａ 電源 １３ 第１コレクタ １４ 第２コレクタ １５ 第２コレクタ用電源 １６ 第１コレクタ用電源 １７ 遅波回路用電源 １８ アノード用電源 ２４ 制御電源 ２５ ヒータ用電源 ３０ 電流検出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H03F 3/58 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (1)
- 【請求項１】 コレクタ段数が２段以上の進行波管と、
この進行波管を動作させる電圧積み上げ方式の電源とを
含む進行波管増幅器において、電源の最終段コレクタ用
端子に接続されて最終段コレクタ用電源の一部を構成す
る制御電源と、前記進行波管の最終段コレクタ電流を検
出し、この検出信号を前記制御電源に最終段コレクタ電
圧を制御する信号として帰還する検出回路とを有するこ
とを特徴とする進行波管増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11561592A JP2842044B2 (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 進行波管増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11561592A JP2842044B2 (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 進行波管増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05315863A JPH05315863A (ja) | 1993-11-26 |
| JP2842044B2 true JP2842044B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=14667041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11561592A Expired - Fee Related JP2842044B2 (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 進行波管増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2842044B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-08 JP JP11561592A patent/JP2842044B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05315863A (ja) | 1993-11-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980922 |
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