JP2970560B2 - 多段コレクタ電位低下型進行波管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多段コレクタ電位
低下型進行波管に関し、特に多段コレクタの電位低下構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信の方式がアナログ通信からデ
ジタル通信に移行している中で、周波数の若干異なる多
数の波を同時に増幅して伝送する方式が多く用いられる
ようになった。この通信方式においても、高周波増幅器
として進行波管が頻繁に用いられている。

【０００３】代表的な多段コレクタ電位低下型進行波管
の一つである２段コレクタを有するヘリックス型進行波
管の動作原理を図２に基いて説明する。

【０００４】電子銃部２１に内蔵される通常負の電圧に
設定される陰極２から電子ビーム２４が出射され、出射
された電子ビーム２４は、通常接地電位として設定され
るヘリックス電圧により加速されながら、遅波回路部４
に至る。このとき、陰極２から出射された電子ビーム２
４は、集束電極２５により所定のビーム径に集束され
る。

【０００５】遅波回路部４において、電子ビーム２４
は、周期永久磁界発生装置２６により集束された状態を
維持して遅波回路部４を通過する。この際、高周波入力
部７より入力されたマイクロ波が遅波回路部４を通過す
るときの軸方向速度が電子ビーム２４の軸方向速度とほ
ぼ等しくなるように陰極２の電圧は選択される。電子ビ
ーム２４は、遅波回路部４においてマイクロ波と相互作
用を起こし、電子ビーム２４のエネルギーにより、マイ
クロ波は増幅されて高周波出力部８より取り出される。

【０００６】その後、電子ビーム２４は、電子ビーム２
４が有するエネルギー状態によって電子ビーム２４の捕
捉用電極である第一コレクタ電極５或いは第二コレクタ
電極６に捕捉される。

【０００７】従来の多段コレクタ電位低下型進行波管で
は、陰極２に印加されている負の電圧を基準として、第
一コレクタ電極５に印加される電圧は、第二コレクタ電
極６に印加される電圧よりも高い値に設定される。この
とき、第二コレクタ電極６に印加されている電圧は、陰
極２に印加される電圧よりも高い値となっている。

【０００８】図５は、従来例に係る２段コレクタを有す
る電位低下型進行波管の電圧印加方式を示す図である。
陰極２に印加された負の電圧をＶｃ、第一コレクタ電極
５及び第二コレクタ電極６に印加される正の電圧をＶｃ
ｏ１１及びＶｃｏ１２とすると、Ｖｃｏ１１＞Ｖｃｏ１
２の関係にあり、接地電位であるヘリックス電圧を基準
にすると、第一コレクタ電極５に印加される電圧はＶｃ
＋Ｖｃｏ１１、第二コレクタ電極６に印加される電圧は
Ｖｃ＋Ｖｃｏ１２となる。このとき、特殊な場合を除い
ては、電圧Ｖｃｏ１１及びＶｃｏ１２が電圧Ｖｃの絶対
値よりも大きくなることはない。

【０００９】遅波回路部４を通過した電子ビーム２４
は、高周波と相互作用を行ったために速度分布を有して
いる。そのため、第一コレクタ電極５に印加される電圧
Ｖｃｏ１１は、電子ビーム２４の中でも最も速度の遅い
電子のエネルギー量に見合った電圧に設定される。

【００１０】上述した進行波管において、周波数が若干
異なる多数の波を同時に増幅する場合に、進行波管の非
線形性により発生する混変調歪みが問題となっている。
混変調歪みは、進行波管の遅波回路部４の設計定数だけ
でなく、コレクタ電極５，６から遅波回路部４への戻り
電子によっても劣化が引き起こされる。

【００１１】たとえば図１１に示されるように、二段コ
レクタを有する進行波管の下流に位置する第二コレクタ
電極の電圧を変化させた場合に、混変調歪みに影響が発
生する。第二コレクタ電極に印加される電圧の設定値
は、効率を最優先に設定されるため、電子ビーム上流に
位置する第一コレクタ電極の電圧よりも低く設定され、
その電圧設定値によって混変調歪みに大きな劣化を引き
起こすことになる。そのため、戻り電子を効果的に抑制
する必要がある。

【００１２】また、混変調歪みを小さくする目的におい
て、なるべく増幅器の線形領域を利用して通信を行うた
めに、飽和出力レベルから１０ｄＢ程度低いレベルで使
われることが多い。出力レベルが低くなるので、その分
だけ効率を高くするためにコレクタ電極を多段にするこ
とや、コレクタ電極の印加電圧を下げて低消費電力化す
ることなどが考えられる。これらの場合、単に多段化し
たり低電圧化しても効率は高くなるものの、遅波回路部
への不要な電子の飛び込みや、コレクタ電極からの戻り
電子による混変調歪みの劣化を招くことになる。

【００１３】図６は、特開平５−９４７７６号公報に開
示された進行波管の多段コレクタを示す構造図である。

【００１４】図６において、第一コレクタ電極５、第二
コレクタ電極６、第三コレクタ電極３８、二次電子３
１、一次電子３２、逆行電子３３、電子ビーム２４、第
一電子遮蔽電極３４、第二電子遮蔽電極３５、電子遮蔽
電極電界３６、絶縁石３７を有しており、進行波管の効
率向上を目的として構成された構造となっている。

【００１５】このものは、陰極電圧を基準として、第一
コレクタ電極の電圧＞第二コレクタ電極の電圧＞第三コ
レクタ電極の電圧の順位で設定される電圧よりも低い電
圧に設定される第一電子遮蔽電極３４及び第二電子遮蔽
電極３５により発生される電子遮蔽電極電界３６によ
り、第二コレクタ電極６及び第三コレクタ電極３８から
発生する二次電子３１や逆行電子３３を抑制することを
可能とする内容のものである。

【００１６】図７（ａ）は、実開昭５８−０７０６５９
号公報に開示された進行波管の多段コレクタを示す構造
図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ’線断面図であ
る。

【００１７】図７において、遅波回路部４６、磁器支持
体４０、シェル４１、絶縁磁器４２、第一コレクタ電極
５、第二コレクタ電極６、コレクタ絶縁磁器４３、コレ
クタ４４、電子ビーム２４、磁石４５を有しており、進
行波管の戻り電子対策を目的として、コレクタ４に入射
した電子ビームを磁界により集束してより奥へ入射させ
るとともに、偏磁によって電子ビームの軌道を変えて戻
り電子が遅波回路部へ戻るのを抑制することができるよ
うに構成されている。

【００１８】このものは、第一コレクタ電極５及び第二
コレクタ電極６で発生した二次電子や戻り電子に対して
磁場の影響を利用して軌道を変える内容のものである。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術を用いた伝
送通信において、進行波管で発生する歪みを小さくする
上で入出力電力特性直線性領域を利用するために、入力
電力を上昇させても出力電力が上昇しなくなる飽和出力
から１０ｄＢ程度低い小信号レベルで動作する進行波管
の場合、コレクタ電極に発生する二次電子や逆行電子な
どの戻り電子が、遅波回路部を一次電子とは逆向きに通
過するために、ヘリックス電流が増加するばかりでな
く、高周波特性にも影響を与えるという課題があった。

【００２０】飽和出力から１０ｄＢ程度低い小信号レベ
ルで動作する進行波管の場合、コレクタを一段のコレク
タ構造にしたとしても、多段のコレクタ構造にしたとし
ても、第一コレクタ電極に入射された電子のうち、特
に、その先端部に入力されたものは、二次電子の発生や
反射電子が存在するために遅波回路部へ戻るものがあ
る。これらの戻り電子によって高周波特性は、影響を受
けることになる。戻り電子により発生する発振なども、
その代表例である。

【００２１】また、図１１に示されるように第二コレク
タ電極の電圧を第一コレクタ電極の電圧よりも高い電圧
となる範囲以外では、近年デジタル通信を行う上で問題
となる混変調歪みに対しても大きな影響を及ぼすことに
なる。

【００２２】図６に示された技術では、第一電子遮蔽電
極３４及び第二電子遮蔽電極３５により発生される電子
遮蔽電極電界３６により第二コレクタ電極６及び第三コ
レクタ電極３８から発生する二次電子３１や逆行電子３
３を抑制することが可能であるが、第一電子遮蔽電極３
４、第二電子遮蔽電極３５に印加する電圧が陰極電圧を
基準として第三コレクタ電極３８に印加される電圧より
も低く、電子遮蔽用の電極が第一コレクタ電極５と第二
コレクタ電極６との間或いは第二コレクタ電極６と第三
コレクタ電極３８との間に位置するため、第一コレクタ
電極５に入射した電子が二次電子３１として放出された
場合、電圧の高い遅波回路部へ戻ってしまうという問題
がある。

【００２３】また、本来第二コレクタ電極に入射できる
だけのエネルギー量を持った電子が、第一コレクタ電極
と第二コレクタ電極との間に存在する第一次遮蔽電極の
電界の影響により逆行電子となる場合も考えられる。

【００２４】図７に示された技術では、進行波管の戻り
電子対策を目的として、コレクタ４に入射した電子ビー
ムを磁界により集束してより奥へ入射させるとともに、
偏磁によって電子ビームの軌道を変えて戻り電子が遅波
回路部へ戻るのを抑制することができるように構成され
たものであり、第一コレクタ電極５及び第二コレクタ電
極６で発生した二次電子や戻り電子に対して磁場の影響
を利用して軌道を変えている。そのため、一次電子を含
めたすべての電子に影響を及ぼすことになる。すべての
電子に対して効果的な磁場を作ることができないため、
一度コレクタに入射したとしても、電界の影響により遅
波回路部へ引き戻され、戻り電子となる電子が存在す
る。

【００２５】また、従来の多段コレクタ電位低下型進行
波管では、二次電子などのコレクタからの戻り電子抑制
に対する方法が完全でないために、抑制されなかったコ
レクタからの戻り電子により、高周波特性の劣化を招く
という課題があった。

【００２６】進行波管は、遅波回路部を進行する高周波
の軸方向速度とほぼ同程度の軸方向速度を有する電子ビ
ームを相互作用させ、必要な高周波特性を得るように設
計される。しかし、戻り電子が存在すると、戻り電子と
も相互作用を起こし、高周波特性の劣化を招くことにな
る。

【００２７】本発明では、その原因となる戻り電子を完
全に抑制できるコレクタを提供することにある。その目
的のためには、図６に示される従来構造では第一コレク
タで発生する二次電子などの戻り電子に対しては効果は
なく、不適であることは明らかである。また図７に示さ
れる従来構造においても、第一コレクタ以降からすべて
の戻り電子に対し有効でないため不適である。

【００２８】したがって本発明の目的は、飽和出力から
１０ｄＢ程度低い小信号レベルで動作する進行波管の高
周波特性に影響を及ぼす、コレクタ電極からのすべての
二次電子、逆行電子を抑制し、良好な高周波特性を有す
る進行波管を提供することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る多段コレクタ電位低下型進行波管は、
電子銃部と、高周波回路部と、コレクタ電極とを有する
多段コレクタ電位低下型進行波管であって、 電子銃部
は、陰極から電子ビームを高周波回路に出射するもので
あり、高周波回路部は、電子銃部から出射された電子ビ
ームを高周波と相互作用させるものであり、コレクタ電
極は、電子を捕捉するものであって、３段に設けたもの
であり、さらに前記３段のコレクタ電極は、飽和出力よ
り低い出力電力で使用される場合に、電子ビーム上流に
位置する第一コレクタ電極の電圧に比較して第二コレク
タ電極の電圧を高くし、また、第三コレクタ電極に印加
される電圧は第二コレクタ電極の電圧よりも低い電圧関
係に設定したものである。

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】また、前記電子ビーム最上流に位置する第
一コレクタ電極に印加する電圧は、前記電子ビーム上流
から２番目に位置する第二コレクタ電極に印加される電
圧よりも低く設定したものである。

【００３５】

【作用】本発明による多段コレクタ電位低下型進行波管
では、陰極電圧を基準として第一コレクタ電極に印加さ
れる電圧よりも第二コレクタ電極に印加される電圧が高
くなっているため、第一コレクタ電極で二次電子などが
発生しても、遅波回路部側ではなく、第二コレクタ電極
側に電子が引張られるために戻り電子が発生しない。

【００３６】また、第二コレクタ電極で二次電子が発生
しても、第一コレクタ電極の電圧の影響により再び第二
コレクタ電極に入射することになり、遅波回路部への戻
り電子は発生しない。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００３８】（参考例）図１は、本発明の参考例を示す
構成図である。図１は、本発明の参考例に係る２段コレ
クタを有する進行波管への電圧印加方式を示すものであ
る。

【００３９】図１において、本発明の参考例１に係る多
段コレクタ電位低下型進行波管は、電子銃部と、高周波
回路部と、コレクタとを有している。

【００４０】電子銃部は、ヒータ１と陰極２と陽極３と
を有し、陰極２から電子ビ−ムを高周波回路部としての
遅波回路部４に出射するものであり、高周波回路部とし
ての遅波回路部４は、高周波入力部７と高周波出力部８
とを有し、電子銃部から出射された電子ビ−ムを高周波
と相互作用させるようになっている。

【００４１】コレクタは、電子を捕捉するものであっ
て、２段に設けたものであり、該コレクタは、飽和出力
より低い出力電力で動作させる場合に、陰極電圧１０を
基準として電子ビーム上流に位置する第一コレクタ電極
５の電圧を電子ビ−ム下流に位置する第二コレクタ電極
６の電圧よりも低く設定してある。

【００４２】具体的には本発明においては、進行波管の
出力が、入力電力を上昇させても出力電力が上昇しなく
なる飽和出力から１０ｄＢ程度低い出力レベルで使用さ
れる場合に、陰極電圧１０を基準として印加される第一
コレクタ電極５の電圧１２に比較して第二コレクタ電極
６の電圧１３を数十Ｖから数百Ｖの範囲の高い電圧に設
定したものである。図１において、１１は陽極、１４は
接地電位を示す。

【００４３】このとき、第一コレクタ電極５の電圧１２
は、使用出力レベルにおいて最低の速度となる電子を捕
捉することができる最低の電圧に設定することが望まし
い。

【００４４】図４は、出力レベルが飽和出力から１０ｄ
Ｂ程度低いときのコレクタ部に入射する電子ビームのエ
ネルギー分布を示す図である。図４において、横軸は電
子ビームのエネルギー量を遅波回路電圧で正規化したも
のであり、縦軸は電子ビームの量を総電子ビーム量で正
規化したものである。すなわち、横軸目盛りが大きい方
が電子のエネルギーは大きくなる。横軸の値をｘとした
場合、電子ビームの入射できる最低の電圧は、次式によ
り求められる。 （電子ビーム入射可能電圧）＝（陰極電圧）×（１−
ｘ） また、縦軸は電子ビームの量を表し、横軸０．９のとき
にはそれぞれ以上のエネルギーを有する電子ビーム量
は、次式で求められる。 （電子ビーム量）＝（総電子ビーム量）×０．４７

【００４５】図４（図１）によれば、第一コレクタ電極
５の電圧１２は、陰極電圧１０の約８２％の電位低下を
行うことができる。そして、第二コレクタ電極６の電圧
１３は、第一コレクタ電極５に印加された電圧１２より
も数十Ｖから数百Ｖの範囲の高い電圧を印加することに
なる。

【００４６】次に本発明の参考例の動作について図２及
び図３を参照して詳細に説明する。

【００４７】図２において、電子銃部２１の陰極２から
より出射された電子ビーム２４は、集束電極２５により
遅波回路部４を通過するために必要な外径に集束され、
高周波の軸方向速度とほぼ同程度の速度を持つように遅
波回路部４に入射される。

【００４８】遅波回路部４に入射した電子ビーム２４
は、周期永久磁界発生装置２６により集束を保った状態
で、最終的により多くのエネルギーが電子ビーム２４か
ら高周波へ変換されるように高周波と相互作用を行った
後に２段構造のコレクタ部２３に入射する。

【００４９】第一コレクタ電極５の電圧１２は、これら
の電子ビーム２４のうちの最も速度の遅い電子、すなわ
ちエネルギーレベルの最も低い電子が入射できる電圧に
設定されているため、高周波との相互作用を終えた電子
は、すべて第一コレクタ電極５内部に取り込まれること
になる。

【００５０】図３を参照すると、第一コレクタ電極５に
入射した電子のうち軌道が乱れて第一コレクタ電極５に
入射するわずかの電子を除いてほとんどの電子は、第二
コレクタ電極６に入射することになる。第一コレクタ電
極５に入射した電子は、第一コレクタ電極５を形成する
金属固有の二次電子放出係数によってある確率で二次電
子３１を放出させる。

【００５１】発生した二次電子３１は、第二コレクタ電
極６に印加されている電圧１３が第一コレクタ電極５に
印加されている電圧１２よりも高いために遅波回路部４
には戻らず、各々の放出角によって第一コレクタ電極５
或いは第二コレクタ電極６に入射することになる。第二
コレクタ電極６に入射した電子は、同様の理由により二
次電子４１を放出するが、放出された二次電子４１は、
第二コレクタ電極６に印加された電圧１３が第一コレク
タ電極５に印加された電圧１２よりも数十Ｖから数百Ｖ
高いために、第二コレクタ電極６側に引かれて再び第二
コレクタ電極６に入射することになり、遅波回路部４へ
の戻り電子とはならない。

【００５２】次に本発明の参考例について図面を参照し
て詳細に説明する。

【００５３】図１を参照すると、本発明の参考例は、進
行波管の出力が飽和出力から１０ｄＢ程度低い出力レベ
ルで使用される場合に、通常３〜１５ｋＶ程度の電圧が
設定される陰極電圧１０を基準として、通常陰極電圧１
０の５０％程度の電圧が設定される第一コレクタ電極５
の電圧１２に比較して第二コレクタ電極６の電圧１３と
して１００Ｖ以下の範囲の高い電圧を印加するようにし
たものである。このとき、第一コレクタ電極５の電圧１
２は、使用出力レベルにおいて最低の速度となる電子を
捕捉することのできる最低の電圧に設定されることが望
ましい。

【００５４】次に図２及び図３を参照して動作について
説明する。

【００５５】電子銃部２１の陰極２より出射された電子
ビーム２４は遅波回路部４に入射され、高周波と相互作
用を行った後、コレクタ部２３に入射する。第一コレク
タ電極５の電圧１２は、これらの電子ビーム２４のうち
の最も速度の遅い電子、すなわち、エネルギーレベルの
最も低い電子が入射できる電圧に設定されているので、
高周波との相互作用を終えた電子は、すべて第一コレク
タ電極５に取り込まれることになる。

【００５６】第一コレクタ電極５に入射した電子のほと
んどが第二コレクタ電極６に入射することになるが、軌
道の乱れたごくわずかの電子は、第一コレクタ電極５に
入射することになる。第一コレクタ電極５に入射された
電子は、第一コレクタ電極５表面に衝突し、第一コレク
タ電極５を形成する金属固有の二次電子放出係数によっ
てある確率で二次電子３１を放出する。

【００５７】放出された二次電子３１は、第二コレクタ
電極６に印加された電圧１３が第一コレクタ電極５に印
加された電圧１２よりも高いために、その放出角によっ
て第一コレクタ電極５に入射するか、或いは第二コレク
タ電極６側に引かれて第二コレクタ電極６へ入射するこ
とになり、遅波回路部４への戻り電子とはならない。

【００５８】この場合、第一コレクタ電極５に印加され
ている電圧１２よりも第二コレクタ電極６に印加されて
いる電圧１３の方が高く、またその範囲が１００Ｖ以下
であるので、単一構造のコレクタを有する進行波管に対
しての消費電力の増加をわずかに押さえることができ、
戻り電子による高周波特性の劣化もなくすことができ
る。

【００５９】（実施形態１）次に本発明の実施形態１に
ついて図面を参照して詳細に説明する。

【００６０】本発明の実施形態１に係る多段コレクタ電
位低下型進行波管おいては、コレクタは、３段に設けた
ものである。具体例を図８に基いて説明する。図８に示
す具体例では、３段のコレクタ電極構造を有しており、
本発明の実施形態２では、進行波管の出力が飽和出力か
ら１０ｄＢ程度低い出力レベルで使用される場合に、陰
極電圧１０を基準として印加される第一コレクタ電極５
の電圧１２に比較して第二コレクタ電極６の電圧１３と
して数十Ｖから数百Ｖの範囲の高い電圧を印加してい
る。また、第三コレクタ電極３８に印加される電圧１３
ａは、コレクタで消費される電力が最低となるように第
二コレクタ電極６よりも低い電圧に設定される。

【００６１】このとき、第一コレクタ電極５の電圧１２
は、本発明の参考例と同様に使用出力レベルにおいて最
低の速度となる電子を捕捉することができる最低の電圧
に設定されることが望ましい。第二コレクタ電極６の電
圧１３は、第一コレクタ電極５に印加された電圧１２よ
りも数十Ｖから数百Ｖの範囲の高い電圧を印加され、第
三コレクタ電極３８には、コレクタ部２３で発生する電
力が最低になるように第二コレクタ電極６に印加されて
いる電圧１３よりも低い電圧１３ａが印加される。

【００６２】次に本発明の実施形態１の動作について図
９及び図１０を参照して詳細に説明する。

【００６３】図９において、電子銃部２１の陰極２より
出射された電子ビーム２４は、図２の場合と同様に第一
コレクタ電極５内部に取り込まれることになる。

【００６４】図１０を参照すると、第一コレクタ電極５
に入射した電子のうち軌道が乱れて第一コレクタ電極５
に入射するわずかの電子を除いてほとんどの電子は、第
二コレクタ電極６に入射することになる。第二コレクタ
電極６に入射した電子は、第二コレクタ電極６と第三コ
レクタ電極３８に印加されている電圧と電子が持ってい
るエネルギー量とに従って第二コレクタ電極６と第三コ
レクタ電極３８に分配されて入射することになる。

【００６５】第一コレクタ電極５に入射した電子は、第
一コレクタ電極５を形成する金属固有の二次電子放射係
数によってある確率で二次電子３１を放出させる。発生
した二次電子３１は、第二コレクタ電極６に印加されて
いる電圧１３が第一コレクタ電極５に印加されている電
圧１２よりも高いために、遅波回路部４には戻らず、各
々の放出角によって第一コレクタ電極５或いは第二コレ
クタ電極６に入射することになる。

【００６６】第二コレクタ電極６に入射した電子は、同
様の理由により二次電子３１を放出するが、放出された
二次電子３１は、第二コレクタ電極６に印加された電圧
１３が第一コレクタ電極５に印加された電圧１２よりも
数十Ｖから数百Ｖ高いために、第二コレクタ電極６側に
引かれて再び第二コレクタ電極６に入射することにな
り、遅波回路部４への戻り電子とはならない。また、第
三コレクタ電極３８に入射した電子も同様に二次電子３
１を放出するが、第二コレクタ電極６に印加されている
電圧１２のために、第一コレクタ電極５や遅波回路部４
に戻ることはない。

【００６７】（実施例１）次に本発明の実施例１につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００６８】図８を参照すると、本発明の実施例１は、
動作状態、電圧の設定範囲は参考例と同様であり、第三
コレクタ電極３８が付加されていることが異なる。第三
コレクタ電極３８は、コレクタ部２３での発生熱量が最
低となるように第二コレクタ電極６の電圧よりも低い電
圧が印加される。このとき、第一コレクタ電極５の電圧
１２は、使用出力レベルにおいて最低の速度となる電子
を捕捉することのできる最低の電圧に設定されることが
望ましい。

【００６９】次に図９及び図１０を参照して動作につい
て説明する。

【００７０】電子銃部２１の陰極２から出射された電子
ビーム２４は、図２の場合と同様に第一コレクタ電極５
内部に取り込まれることになる。第一コレクタ電極５に
入射した電子は、第一コレクタ電極５の表面に衝突し、
第一コレクタ電極５を形成する金属固有の二次電子放射
係数によってある確率で二次電子３１を放出する。

【００７１】放出された二次電子３１は、第二コレクタ
電極６に印加された電圧１３が第一コレクタ電極５に印
加された電圧１２よりも高いために、その放出角によっ
て第一コレクタ電極５に入射するか、或いは第二コレク
タ電極６側に引かれて第二コレクタ電極６へ入射するこ
とになり、遅波回路部４への戻り電子にはならない。

【００７２】また、第二コレクタ電極６に入射した電子
は、そのエネルギー量によって第二コレクタ電極６或い
は第三コレクタ電極３８に入射する。第二コレクタ電極
６に入射した電子は、第一コレクタ電極５と同様に二次
電子３１を放出するが、第一コレクタ電極５と第二コレ
クタ電極６の電圧差により、第二コレクタ電極６に入射
することになり、やはり遅波回路部４への戻り電子とは
ならない。第三コレクタ電極３８に入射した電子も、ま
た同様に二次電子３１を放出するが、第二コレクタ電極
６に印加されている電圧のために遅波回路部４に戻るこ
とはない。

【００７３】この場合、第一コレクタ電極５に印加され
ている電圧１２よりも第二コレクタ電極６に印加されて
いる電圧１３の方が高く、またその範囲が１００Ｖ以下
であり、第三コレクタ電極３８に印加されている電圧１
３ａが第二コレクタ電極６よりも低く設定されており、
その設定値がコレクタ部２３での発生電力を小さくする
ように決定されているため、実施例１に示される進行波
管に対して僅かに消費電力を小さくすることができ、戻
り電子による高周波特性の劣化もなくすことができる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
二コレクタ電極に入射した電子は二次電子を放出する
が、放出された二次電子は、第二コレクタ電極に印加さ
れた電圧が第一コレクタ電極に印加された電圧よりも数
十Ｖから数百Ｖ高いため、第二コレクタ電極側に引かれ
て再び第二コレクタ電極に入射することになり、遅波回
路部の戻り電子とはならず、また第三コレクタ電極に入
射した電子も同様に二次電子を放出するが、第二コレク
タ電極に印加されている電圧のため、第一コレクタ電極
や遅波回路部に戻ることはなく、コレクタ電極で発生す
る二次電子や、戻り電子によって発生する高周波特性の
劣化を防止することができ、これにより、高効率で高周
波特性の良い進行波管が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の参考例に係る２段コレクタを有する進
行波管の電圧印加方式を示す構成図である。

【図２】２段コレクタを有するヘリックス型進行波管を
示す断面図である。

【図３】進行波管のコレクタ部を示す断面図である。

【図４】電子ビームのエネルギー準位分布を示す図であ
る。

【図５】従来の２段コレクタを有する進行波管の電圧印
加方式を示す構成図である。

【図６】特開平５−９４７７６号公報に示された進行波
管の多段コレクタを示す構造図である。

【図７】（ａ）は、実開昭５８−０７０６５９号公報に
示された進行波管の多段コレクタを示す構造図、（ｂ）
は、（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。

【図８】本発明の実施形態１における進行波管の電圧印
加方式を示す構成図である。

【図９】３段コレクタを有するヘリックス型進行波管を
示す断面図である。

【図１０】本発明の実施形態１における進行波管のコレ
クタ部を示す断面図である。

【図１１】第二コレクタ電極の電圧に対する混変調積を
示す図である。

【符号の説明】

１ ヒータ ２ 陰極 ３ 陽極 ４ 遅波回路部 ５ 第一コレクタ電極 ６ 第二コレクタ電極 ７ 高周波入力部 ８ 高周波出力部 ９ ヒータ電圧 １０ 陰極電圧 １１ 陽極電圧 １２ 第一コレクタ電極電圧 １３ 第二コレクタ電極電圧 １４ 接地電位 ２１ 電子銃部 ２３ コレクタ部 ２４ 電子ビーム ２５ 集束電極 ２６ 周期永久磁界発生装置 ３１ 二次電子 ３２ 一次電子 ３３ 逆行電子

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子銃部と、高周波回路部と、コレクタ
   電極とを有する多段コレクタ電位低下型進行波管であっ
   て、 電子銃部は、陰極から電子ビームを高周波回路に出射す
   るものであり、 高周波回路部は、電子銃部から出射された電子ビームを
   高周波と相互作用させるものであり、 コレクタ電極は、電子を捕捉するものであって、３段に
   設けたものであり、 さらに前記３段のコレクタ電極は、飽和出力より低い出
   力電力で使用される場合に、電子ビーム上流に位置する
   第一コレクタ電極の電圧に比較して第二コレクタ電極の
   電圧を高くし、また、第三コレクタ電極に印加される電
   圧は第二コレクタ電極の電圧よりも低い電圧関係に設定
   したものであることを特徴とする多段コレクタ電位低下
   型進行波管。