JP3075753B2 - Electron beam tube with input cavity - Google Patents
Electron beam tube with input cavityInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/36—Coupling devices having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube, for introducing or removing wave energy
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は電子ビーム管配列に関
し、より特定的にはこの配列に高周波エネルギを印加す
るための入力共振空洞に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to electron beam tube arrays, and more particularly to an input resonant cavity for applying high frequency energy to the array.
【0002】[0002]
【従来の技術】本発明はクライストロード(バリアン・
アソシエーツ社の登録商標)のような誘導性出力四極管
装置(IOT)に特に適用可能である。誘導性出力四極
管(以下にIOTと略す)は周知であるが従来提唱され
ている設計は、テレビジョンの全周波数範囲(例えば4
70−860MHz) に亘って必要な瞬時帯域幅(例えば
8MHz)を得るためには、複数の管を使用する必要があ
り、各管は複数の異なる空洞を用いて使用しなければな
らないという問題があった。現在ではクライストロンの
場合には、電子ビーム通路に沿って配列された種々の空
洞の同調をずらせ(スタガさせ)、異なる周波数の出力
を加え合わせて所要帯域幅を得ることによってこの要求
を満足させている。しかし、これは普通のIOT設計で
は不可能である。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to Christ Road (Varian,
It is particularly applicable to inductive output tetrode devices (IOT), such as Associates®. Inductive output tetrodes (hereinafter abbreviated as IOT) are well known, but previously proposed designs have been developed to cover the entire frequency range of television (e.g.
In order to obtain the required instantaneous bandwidth (e.g., 8 MHz) over 70-860 MHz), it is necessary to use a plurality of tubes, and each tube must be used with a plurality of different cavities. there were. At present, in the case of klystrons, the various cavities arranged along the electron beam path are tuned (staggered) and the outputs of different frequencies are combined to achieve this requirement by obtaining the required bandwidth. I have. However, this is not possible with ordinary IOT designs.
【0003】特に入力空洞がIOTの外側部分となる可
能性があるので、陰極及び格子に印加しなければならな
い30kV程度の高電圧がもたらす別の問題も通常の使用
に際して留意すべきであろう。Other problems resulting from high voltages, on the order of 30 kV, which must be applied to the cathode and grid, should be noted in normal use, especially since the input cavity can be the outer part of the IOT.
【0004】[0004]
【発明の概要】本発明は、IOTをテレビジョン応用に
適するように保ちつつ、陰極及び格子電圧を高く維持す
ることに伴う問題の若干もしくは全てを排除乃至は軽減
する装置を提供する。本発明による電子ビーム管配列
は、内部ボディ部分と外部ボディ部分とによって少なく
とも部分的に限定される共振空洞を具備し、内部ボディ
部分が外部ボディ部分に対して高電圧に維持され、両ボ
ディ部分がそれらの間に導電接続を有していないことを
特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an apparatus that eliminates or alleviates some or all of the problems associated with maintaining high cathode and grid voltages while keeping the IOT suitable for television applications. An electron beam tube arrangement according to the present invention comprises a resonant cavity at least partially defined by an inner body portion and an outer body portion, wherein the inner body portion is maintained at a high voltage with respect to the outer body portion, Have no conductive connection between them.
【0005】“高電圧”とは数十kV程度の電圧を意味す
る。本発明をIOT装置に関して説明するが、クライス
トロンのような入力共振空洞を有する他の形の電子ビー
ム管配列にも適用できることは明白である。典型的には
外部ボディ部分は極めて低い電圧にあり、通常は接地さ
れる。両ボディ部分は、モールドすることが有利な誘電
性絶縁体部分によって互に物理的に結合することが好ま
しい。両ボディ部分には、両ボディ部分の結合を援助す
るための相互に係合し合う手段も設けることができる。
これらの手段は、直流に対しては極めてたかいインピー
ダンスの通路に限定して外部ボディ部分と内部ボディ部
分との間に所要電圧差を維持可能ならしめる一方で、高
周波に対しては結合個処で極めて低いインピーダンスを
呈して高周波が空洞から漏洩するのを阻止するような寸
法とすることが有利である。[0005] "High voltage" means a voltage of about several tens of kV. Although the invention will be described with respect to an IOT device, it will be apparent that it can be applied to other forms of electron beam tube arrays having an input resonant cavity such as a klystron. Typically, the outer body part is at a very low voltage and is usually grounded. The two body parts are preferably physically connected to each other by means of a dielectric insulator part which is advantageously molded. The two body parts may also be provided with interengaging means to assist in joining the two body parts.
These measures allow the required voltage difference between the outer body part and the inner body part to be maintained by limiting the path to a very high impedance for direct current, while at the coupling point for high frequencies. Advantageously, the dimensions are such that they exhibit a very low impedance and prevent high frequencies from leaking out of the cavity.
【0006】電気接続を、空洞の外側と内部ボディ部分
との間の絶縁体材料を通して設けることが好ましいであ
ろう。入力共振空洞が一次空洞であり、この一次空洞に
結合されている二次共振空洞を含むことが有利である。
これらの空洞はそれぞれ異なる周波数に同調させ、1つ
の空洞だけを使用する場合よりも大きい帯域幅で使用可
能ならしめることが好ましい。[0006] It may be preferred to provide the electrical connection through an insulator material between the outside of the cavity and the inner body part. Advantageously, the input resonant cavity is a primary cavity and comprises a secondary resonant cavity coupled to the primary cavity.
Preferably, each of these cavities is tuned to a different frequency so that it can be used with a larger bandwidth than if only one cavity was used.
【0007】一次空洞及び二次空洞の共振周波数は同調
可能である。同調は独立的に行ってもよいし、また例え
ば一方の空洞の共振周波数を変化させた時他方の空洞の
共振周波数が相応に変化するようにリンクさせてもよ
い。一次空洞の容積を外部ボディ部分に含まれている手
段によって変化させ、共振周波数を調整することができ
る。[0007] The resonance frequencies of the primary and secondary cavities are tunable. Tuning may be performed independently or, for example, linked such that changing the resonance frequency of one cavity changes the resonance frequency of the other cavity accordingly. The volume of the primary cavity can be varied by means included in the outer body part to adjust the resonance frequency.
【0008】以下に添附図面に基づいて本発明の実施例
を説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0009】[0009]
【実施例】第1図に示すIOTは陰極12及び格子14
と組合わせた電子銃10、及びドリフト管18、20と
組合わせた出力区分16を具備する。電子銃10、陰極
12、及び格子14を含む入力組立体は一次入力空洞2
2によって取り囲まれている。一次入力空洞22は出力
結合器26を有する二次入力空洞24に結合されてい
る。出力区分16は一次出力空洞28によって取り囲ま
れ、一次出力空洞28は出力結合器32を有する二次出
力空洞30に結合されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The IOT shown in FIG.
And an output section 16 in combination with the drift tubes 18,20. The input assembly, including the electron gun 10, the cathode 12, and the grid 14, comprises a primary input cavity 2
It is surrounded by two. Primary input cavity 22 is coupled to secondary input cavity 24 having output coupler 26. The output section 16 is surrounded by a primary output cavity 28, which is coupled to a secondary output cavity 30 having an output coupler 32.
【0010】使用中は陰極12と格子14との間には数
百Vの高周波電圧が発生し、また両者は約30kVに保た
れる。また格子14には陰極12に対して負の数百V程
度の直流バイアス電圧を維持する必要もある。詳述すれ
ば本発明は図示した装置の一次入力空洞22に関する。
内部ボディ部分40は上側環状金属板70及び下側環状
金属板71を含お、これらの金属板は誘電材料73によ
って離間されて環状チャネルを限定している。上側板7
0は陰極12に電気的に接続され、下側板71は格子1
4に電気的に接続されている。このチャネルの開放部分
は外側に向いており、金属外部ボディ部分42を含む別
の環状チャネルの開放部分を取り囲んでいる(入力空洞
22は部分40と42とによって限定されている)。During use, a high frequency voltage of several hundred volts is generated between the cathode 12 and the grid 14, and both are maintained at about 30 kV. The grid 14 also needs to maintain a negative DC bias voltage of about several hundred volts with respect to the cathode 12. More particularly, the invention relates to the primary input cavity 22 of the illustrated device.
The inner body portion 40 includes an upper annular metal plate 70 and a lower annular metal plate 71, which are separated by a dielectric material 73 to define an annular channel. Upper plate 7
0 is electrically connected to the cathode 12 and the lower plate 71 is
4 is electrically connected. The open portion of this channel is outwardly facing and surrounds the open portion of another annular channel including a metal outer body portion 42 (the input cavity 22 is defined by portions 40 and 42).
【0011】角付きフランジ44、46が外部ボディ部
分42の両側に設けられていて別の環状チャネル48、
50を限定している。これらのチャネルの中に内部ボデ
ィ部分40の自由縁が突出ている。しかし内部ボディ部
分40の何れかの部分と、外部ボディ部分42の何れか
の部分と、フランジ44、46との間には直接的な電気
接触は存在せず、これらの間には絶縁用誘電材料52が
モールドされている。これは外部ボディ部分42を内部
ボディ部分40から、従って使用中に印加される極めて
高い電圧から絶縁するのに役立つ。誘電体52の使用に
よってボディ部分40、42を電気的に絶縁する一方
で、誘電体52を通して高周波漏洩用の潜在的通路が形
成される。従って、部分40、42の重なり合う通路の
寸法は高周波に対して極めて低いインピーダンスを呈す
るように選択し、できる限り多くの高周波漏洩を阻止す
るようにする。Angled flanges 44, 46 are provided on both sides of the outer body portion 42 to provide additional annular channels 48,
50 are limited. The free edges of the inner body part 40 project into these channels. However, there is no direct electrical contact between any portion of the inner body portion 40, any portion of the outer body portion 42, and the flanges 44, 46, and there is no insulating dielectric between them. Material 52 is molded. This serves to insulate the outer body part 42 from the inner body part 40 and therefore from the very high voltages applied during use. The use of dielectric 52 electrically isolates body portions 40, 42 while creating a potential passage for high frequency leakage through dielectric 52. Accordingly, the dimensions of the overlapping passages of the portions 40, 42 are chosen to present a very low impedance to high frequencies, so as to prevent as much high frequency leakage as possible.
【0012】空洞22の容量、従って共振周波数は、例
えば94に示すような同調用ドアの使用による普通の技
法で変化させることができる。一次入力空洞22の変形
を図2に示す。この例では外部ボディ部分42は軸方向
に伸びて細長い環状領域90を形成している(この領域
はボディ部分の伸ばされた円筒形壁91.92によって限
定される)。領域90の実効容量は、適当な手段によっ
て軸方向に移動させることができる滑り板93によって
変化させることができる。The capacity of the cavity 22, and thus the resonance frequency, can be varied by conventional techniques by using a tuning door, for example, as shown at 94. A modification of the primary input cavity 22 is shown in FIG. In this example, the outer body portion 42 extends axially to form an elongated annular region 90 (this region is defined by the elongated cylindrical wall 91.92 of the body portion). The effective volume of the region 90 can be varied by a slide 93 which can be moved axially by suitable means.
【0013】図面では誘電体は滑らかであるとして示し
てあるが、例えば縁にぎざを付けたりみぞを設ける等、
表面を形作ることによって耐電圧能力を更に改善するこ
とができる。電力リード54は、格子14を適切なバイ
アス電圧に維持しながら外部ボディ部分42の電気絶縁
を維持するために誘電体52を通して導びかれる。接続
はリード54と板71との間で行われる。In the drawings, the dielectric is shown as being smooth, but, for example, the edges are notched or provided with grooves.
By shaping the surface, the withstand voltage capability can be further improved. Power leads 54 are routed through dielectric 52 to maintain electrical insulation of outer body portion 42 while maintaining grid 14 at an appropriate bias voltage. The connection is made between the lead 54 and the plate 71.
【0014】一次入力空洞22の内部は結合用ループ6
0、62によって二次入力空洞24にリンクされる。二
次入力空洞24の内部容積、従ってその共振周波数は穴
部材66から突出る可動プランジャ64によって調整可
能である。本発明のこの実施例では一次空洞22と二次
空洞24の容積が独立的に可変であるが、両者を一諸に
動かすようにリンクしてもよい。一次空洞22及び二次
空洞24は、それぞれ異なる共振周波数を有するように
なっている。Inside the primary input cavity 22 is a coupling loop 6.
0 and 62 are linked to the secondary input cavity 24. The internal volume of the secondary input cavity 24, and thus its resonance frequency, is adjustable by a movable plunger 64 projecting from the hole member 66. In this embodiment of the invention, the volumes of the primary cavity 22 and the secondary cavity 24 are independently variable, but they may be linked so as to move them together. The primary cavity 22 and the secondary cavity 24 have different resonance frequencies.
【0015】IOTの出力端においては一次出力空洞2
8が出力区分16を取り囲み、該空洞は普通の技法で同
調可能である。空洞28は結合用ループ80によって二
次出力空洞30に結合されている。二次空洞30への接
続は、その内壁に設けられたドーム構造82を含む。二
次空洞30の同調は普通の技法で行うことができる。図
3は本発明の別の実施例であって、この配列内には1つ
の入力空洞だけが含まれている。この特定配列の入力空
洞は図2に示すものと類似している。At the output end of the IOT, a primary output cavity 2
8 surrounds the output section 16, the cavities being tunable by conventional techniques. Cavity 28 is coupled to secondary output cavity 30 by coupling loop 80. The connection to the secondary cavity 30 includes a dome structure 82 provided on its inner wall. Tuning of the secondary cavity 30 can be performed by conventional techniques. FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which only one input cavity is included in this arrangement. The input cavity of this particular arrangement is similar to that shown in FIG.
【図1】本発明によるIOTの側断面図であって、明瞭
化のために一部を省略してあり、FIG. 1 is a side sectional view of an IOT according to the present invention, with some parts omitted for clarity;
【図2】一次入力空洞の変形例を示し、FIG. 2 shows a variation of the primary input cavity,
【図3】本発明による別の実施例を示す。FIG. 3 shows another embodiment according to the present invention.
10 電子銃 12 陰極 14 格子 16 出力区分 18、20 ドリフト管 22 一次入力空洞 24 二次入力空洞 26 出力結合器 28 一次出力空洞 30 二次出力空洞 32 出力結合器 40 内部ボディ部分 42 外部ボディ部分 44、46 角付きフランジ 48、50 環状チャネル 52 絶縁用誘電材料 54 電力リード 60、62 結合用ループ 64 プランジヤ 66 穴部材 70 上側環状金属板 71 下側環状金属板 73 誘電材料 80 結合用ループ 82 ドーム構造 90 環状領域 91、92 ボディ部分42の壁 93 滑り板 94 同調用ドア DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electron gun 12 Cathode 14 Grating 16 Output section 18 and 20 Drift tube 22 Primary input cavity 24 Secondary input cavity 26 Output coupler 28 Primary output cavity 30 Secondary output cavity 32 Output coupler 40 Inner body part 42 Outer body part 44 , 46 angled flange 48, 50 annular channel 52 insulating dielectric material 54 power lead 60, 62 coupling loop 64 plunger 66 hole member 70 upper annular metal plate 71 lower annular metal plate 73 dielectric material 80 coupling loop 82 dome structure 90 annular area 91, 92 wall of body part 42 93 sliding plate 94 tuning door
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク ブリッジーズ イギリス エセックス シーエム2 8 ワイエイチチェルムスフォード ガリー ウッド シャーピングトン クローズ 19 (72)発明者 エドワード スタニスラウ ソビエラズ キー イギリス チェルムスフォード グレー ト バドードーシット アベニュー 38 (72)発明者 スティーヴン バーデル イギリス エセックス シーエム6 1 エヌエフ バーンストン ハイ イース ター ロード ビショップス グリーン 3 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 23/20 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Mark Bridges UK Essex CM2 8 W Chelmsford Garry Wood Sharpington Close 19 (72) Inventor Edward Stanislau Soviera's Quay Chelmsford Great Bad Dosit Avenue 38 (72) Inventor Stephen Badel UK Essex CM 61 NNF Barnston High Easter Road Bishops Green 3 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 23/20
Claims (7)
入力共振空洞と、この入力共振空洞に高周波信号を印加
する手段と、出力共振空洞とを備え、前記の入力共振空
洞は内部ボディ部分と外部ボディ部分とにより少なくと
も部分的に限定されており、前記の内部ボディ部分は前
記の外部ボディ部分に対して高い電圧に保たれ、そして
前記の内部ボディ部分は前記の電子銃に電気的に接触し
ており、前記の内部ボディ部分と前記の外部ボディ部分
との間には導電接続はなく、そして前記の入力共振空洞
は前記の電子銃からの線形電子ビームに直交する2つの
横断壁を含み、少なくとも一方の横断壁は前記の内部ボ
ディ部分の一部と前記の外部ボディ部分の一部であっ
て、それらの一部分の間に誘電性絶縁材料が在ることを
特徴とした線形電子ビーム管構造体。1. An electron gun, an annular input resonance cavity surrounding the electron gun, means for applying a high-frequency signal to the input resonance cavity, and an output resonance cavity, wherein the input resonance cavity has an internal body portion. And an outer body portion, the inner body portion being maintained at a higher voltage with respect to the outer body portion, and the inner body portion being electrically connected to the electron gun. In contact, there is no conductive connection between the inner body part and the outer body part, and the input resonant cavity has two transverse walls orthogonal to the linear electron beam from the electron gun. At least one transverse wall comprising a portion of said inner body portion and a portion of said outer body portion, wherein a dielectric insulating material is interposed between said portions. Tube structure.
るか、もしくは接地されている請求項1に記載の線形電
子ビーム管構造体。2. The linear electron beam tube structure according to claim 1, wherein the outer body portion is kept at a low voltage or is grounded.
電性絶縁材料により一体とされている請求項1もしくは
2に記載の線形電子ビーム管構造体。3. The linear electron beam tube structure according to claim 1, wherein the inner body portion and the outer body portion are integrated by a dielectric insulating material.
の間を前記の誘電性絶縁材料を介して電気的に接続して
いる請求項3に記載の線形電子ビーム管構造体。4. The linear electron beam tube structure according to claim 3, wherein the outside of the input resonance cavity and the inner body portion are electrically connected via the dielectric insulating material.
ボディ部分は前記の陰極へ電気的に接続された第1の領
域と前記の格子電極に電気的に接続された第2の領域と
を含んでいる請求項1ないし4のいずれかに記載の線形
電子ビーム管構造体。5. The electron gun includes a cathode and a grid electrode, and the inner body portion has a first region electrically connected to the cathode and a second region electrically connected to the grid electrode. The linear electron beam tube structure according to any one of claims 1 to 4, comprising:
いる円筒体に結合した横断面が環状となっているドーナ
ツ状の形をしている請求項1ないし5のいずれかに記載
の線形電子ビーム管構造体。6. The input resonance cavity according to claim 1, wherein the input resonance cavity has a donut shape having a circular cross section coupled to a cylindrical body having a circular cross section. Linear electron beam tube structure.
に誘電性絶縁材料を挟み込むようにして、内部ボディ部
分と外部ボディ部分との接合部に無線周波数に対する低
インピーダンスを生じさせて入力共振空洞からの無線周
波数の漏洩を阻止するようにした請求項1ないし6のい
ずれかに記載の線形電子ビーム管構造体。7. An input resonance cavity in which a dielectric insulating material is sandwiched between an inner body portion and an outer body portion to generate a low impedance with respect to radio frequency at a junction between the inner body portion and the outer body portion. The linear electron beam tube structure according to any one of claims 1 to 6, wherein leakage of radio frequency from the device is prevented.
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1991
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