JP3191810B2 - Gyrotron device - Google Patents

Gyrotron device

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JP3191810B2
JP3191810B2 JP29323199A JP29323199A JP3191810B2 JP 3191810 B2 JP3191810 B2 JP 3191810B2 JP 29323199 A JP29323199 A JP 29323199A JP 29323199 A JP29323199 A JP 29323199A JP 3191810 B2 JP3191810 B2 JP 3191810B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、サイクロトロン
共鳴メーザ相互作用を利用したジャイロトロン装置に関
するものである。尚、本明細書では、ジャイロトロン装
置について説明するが、ジャイロクライストロン、ジャ
イロTWT(Traveling Wave Tub
e)、ジャイロペニオロトロン等の電子管の場合であっ
てもよく、同様の効果を奏する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gyrotron device utilizing a cyclotron resonance maser interaction. In this specification, a gyrotron device will be described, but a gyro klystron and a gyro TWT (Traveling Wave Tube) will be described.
e), a case of an electron tube such as a gyro peniolotron may be used, and the same effect is obtained.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来例1.電子ビームと空胴共振器の固
有モードの高周波電磁場との間のサイクロトロン共鳴メ
ーザ相互作用を利用したジャイロトロン装置は、例えば
特開昭56−102045号公報に示されている。この
様な従来のジャイロトロン装置の概略を図8に示す。図
8において、1はカソード2、このカソード2上の電子
放出部3、第1のアノード4、第2のアノード5から構
成される電子ビーム9を射出する電子銃である。6は電
子ビーム9と高周波電磁場とが共鳴的に相互作用を起こ
し電磁波10を発生する空胴共振器、7は相互作用を終
えた電子ビーム9を回収するコレクタ、8は電磁波10
を取り出す出力窓、300はこれら電子銃1、空胴共振
器6、コレクタ7、出力窓8等によりなるジャイロトロ
ン200と、電子ビーム9に旋回運動を与えるためにジ
ャイロトロン200のビーム軸方向に磁場を発生する主
電磁石11と電子銃電磁石12より構成されるジャイロ
トロン装置である。
2. Description of the Related Art A gyrotron device utilizing a cyclotron resonance maser interaction between an electron beam and a high-frequency electromagnetic field in the eigenmode of a cavity resonator is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 56-102045. FIG. 8 schematically shows such a conventional gyrotron device. In FIG. 8, reference numeral 1 denotes an electron gun for emitting an electron beam 9 composed of a cathode 2, an electron emitting portion 3 on the cathode 2, a first anode 4, and a second anode 5. Numeral 6 denotes a cavity resonator in which an electron beam 9 and a high-frequency electromagnetic field interact with each other to generate an electromagnetic wave 10, 7 denotes a collector for collecting the electron beam 9 after the interaction, and 8 denotes an electromagnetic wave
An output window 300 for taking out the gyrotron 200 includes the electron gun 1, the cavity resonator 6, the collector 7, the output window 8, and the like. The gyrotron device includes a main electromagnet 11 for generating a magnetic field and an electron gun electromagnet 12.

【0003】ここでいうビーム軸方向とは、電子銃1か
ら中空状電子ビーム9が射出される方向、つまり電子銃
1から出力窓8へ向かう方向を指しており、図8におけ
るZ軸のことである。以下、簡単のため軸方向と呼ぶこ
とにする。
[0003] The beam axis direction here refers to the direction in which the hollow electron beam 9 is emitted from the electron gun 1, that is, the direction from the electron gun 1 to the output window 8, and the Z axis in FIG. 8. It is. Hereinafter, it is referred to as an axial direction for simplicity.

【0004】次に動作について説明する。電子銃1のカ
ソード2上の電子放出部3から射出された電子ビーム9
は、カソード2と第1のアノード4との間の電場により
加速され、電子銃電磁石12によって発生された軸方向
の磁場成分により、旋回運動しながら軸方向にドリフト
する。更に、主電磁石11によって発生された強力な軸
方向の磁場成分の大きさが空胴共振器6の中心部で最大
となるため、電子ビーム9は空胴共振器6に向けて進む
につれ軸方向磁場に対して垂直方向の速度を増大させ、
同時に平行方向速度を減少させながら空胴共振器6に入
る。
Next, the operation will be described. The electron beam 9 emitted from the electron emission portion 3 on the cathode 2 of the electron gun 1
Is accelerated by an electric field between the cathode 2 and the first anode 4, and drifts in the axial direction while rotating, due to the axial magnetic field component generated by the electron gun electromagnet 12. Furthermore, since the magnitude of the strong axial magnetic field component generated by the main electromagnet 11 is maximum at the center of the cavity 6, the electron beam 9 moves in the axial direction as it travels toward the cavity 6. Increase the velocity in the direction perpendicular to the magnetic field,
At the same time, it enters the cavity resonator 6 while decreasing the parallel velocity.

【0005】主電磁石11が発生する軸方向磁場によっ
てサイクロトロン運動している電子は、通常円筒状の空
胴共振器6における固有モードの高周波電磁場とサイク
ロトロン共鳴メーザ相互作用し、それによって電子の軸
方向磁場に対して垂直方向の速度成分によるエネルギー
の一部が電磁波10のエネルギーに変換される。空胴共
振器6で相互作用を終えた電子ビーム9は、コレクタ7
に回収され、空胴共振器6で励起された電磁波10は、
出力窓8を透過して外部に取り出される。
[0005] The electrons that are cyclotron-moving by the axial magnetic field generated by the main electromagnet 11 interact with the high-frequency electromagnetic field of the eigenmode in the normally cylindrical cavity resonator 6 and the cyclotron resonance maser, thereby causing the electrons to move in the axial direction. Part of the energy due to the velocity component in the direction perpendicular to the magnetic field is converted to the energy of the electromagnetic wave 10. The electron beam 9 having completed the interaction in the cavity resonator 6 is
And the electromagnetic wave 10 excited by the cavity resonator 6 is
The light passes through the output window 8 and is taken out.

【0006】従来例2.ジャイロトロン200の発振動
作、つまりサイクロトロン共鳴メーザ相互作用には磁場
が本質的な役割を果たしている。その為、空胴共振器6
において発振させたい固有モードの発振周波数に合わせ
て、軸方向磁場を精度良く調整することがジャイロトロ
ン装置300を効率良く運転する上で重要である。
Conventional example 2. The magnetic field plays an essential role in the oscillating operation of the gyrotron 200, that is, the cyclotron resonance maser interaction. Therefore, the cavity resonator 6
It is important to accurately adjust the axial magnetic field in accordance with the oscillation frequency of the eigenmode to be oscillated in order to operate the gyrotron device 300 efficiently.

【0007】高周波数の発振を得るためには、空胴共振
器6において高磁場が必要であることから、従来のジャ
イロトロン装置300の主電磁石11や電子銃電磁石1
2には、常電導電磁石、又は超電導電磁石、あるいはそ
の両方が用いられてきた。電磁石は、発生させる磁場を
容易に調整できるため、電子ビーム9の加速電圧やビー
ム電流値に合わせて発振出力を制御する上で便利であ
る。
In order to obtain a high frequency oscillation, a high magnetic field is required in the cavity resonator 6. Therefore, the main electromagnet 11 and the electron gun electromagnet 1 of the conventional gyrotron device 300 are used.
For 2, a normal conductive magnet, a superconductive magnet, or both have been used. Since the electromagnet can easily adjust the magnetic field to be generated, it is convenient for controlling the oscillation output in accordance with the acceleration voltage of the electron beam 9 and the beam current value.

【0008】しかし、常電導電磁石の励磁には大容量の
励磁電源が必要で、消費電力も大きく、また励磁電源や
電磁石を水冷するなどにより冷却する必要がある。一
方、超電導電磁石は一般に高価であり、液体ヘリウム等
を用いて極低温にまで冷却する必要があるなど、いずれ
の電磁石を使用するにおいても初期コストやランニング
コストが高く、取扱い上の手間もかかるという問題があ
った。
However, the excitation of the normal conductive magnet requires a large-capacity excitation power supply, consumes a large amount of power, and requires cooling the excitation power supply and the electromagnet with water or the like. On the other hand, superconducting electromagnets are generally expensive, and require the use of liquid helium or the like to cool down to cryogenic temperatures. There was a problem.

【0009】尚、本明細書において、電子ビーム9の軌
道を決める為の磁場やサイクロトロン共鳴メーザ相互作
用を起こすための磁場を発生する装置を磁場発生装置と
呼ぶことにする。この場合は、主電磁石11と電子銃電
磁石12を合わせて指す。
In this specification, a device for generating a magnetic field for determining the trajectory of the electron beam 9 or a magnetic field for causing a cyclotron resonance maser interaction will be referred to as a magnetic field generator. In this case, the main electromagnet 11 and the electron gun electromagnet 12 are indicated together.

【0010】しかし、磁場発生装置に電磁石のほかに永
久磁石を併用することにより上述したコスト高や取扱上
の問題を解消した。特開平8−64142号公報には、
電磁石と共に併用した従来のジャイロトロン用永久磁石
が示されている。これを図9と図10に示す。
However, by using a permanent magnet in addition to the electromagnet in the magnetic field generator, the above-mentioned high cost and handling problems have been solved. JP-A-8-64142 discloses that
A conventional gyrotron permanent magnet used in combination with an electromagnet is shown. This is shown in FIGS. 9 and 10.

【0011】図9は従来例2のジャイロトロン用永久磁
石を軸方向の平面で切ったときの断面図、図10は従来
例2のジャイロトロン用永久磁石を軸方向に垂直な平面
で切ったときの断面図である。24は中空状永久磁石2
5から構成された円筒状磁石、26は磁石片であり、こ
の磁石片26を放射状に並べ図9における中空状永久磁
石25を形成している。ここで、図9及び図10に記載
されている矢印は磁石の磁化の方向を表しており、矢印
の始点がN極、終点がS極を意味している。
FIG. 9 is a sectional view of the gyrotron permanent magnet of Conventional Example 2 cut along an axial plane, and FIG. 10 is a gyrotron permanent magnet of Conventional Example 2 cut along a plane perpendicular to the axial direction. It is sectional drawing at the time. 24 is a hollow permanent magnet 2
A cylindrical magnet 26 composed of 5 is a magnet piece, and the magnet pieces 26 are arranged radially to form a hollow permanent magnet 25 in FIG. Here, the arrows described in FIGS. 9 and 10 indicate the direction of magnetization of the magnet, and the starting point of the arrow indicates the N pole and the ending point indicates the S pole.

【0012】ここで、図9と図10に示した円筒状磁石
24について簡単に説明する。この場合は、例えば台形
状の磁石片26を複数個各々径方向に磁化した後、ドー
ナツ状に組みあわせて、外部形状及び内部形状が多角形
であり、磁化方向が略径方向の中空状永久磁石25を構
成し、更にこの中空状永久磁石を軸方向に複数個配置す
る構成で軸方向磁場を発生する。
Here, the cylindrical magnet 24 shown in FIGS. 9 and 10 will be briefly described. In this case, for example, a plurality of trapezoidal magnet pieces 26 are magnetized in the radial direction, and then combined in a donut shape to form a polygonal outer shape and inner shape, and a hollow permanent magnet whose magnetization direction is substantially radial. A magnet 25 is formed, and a plurality of the hollow permanent magnets are arranged in the axial direction to generate an axial magnetic field.

【0013】つまり、従来のジャイロトロン用永久磁石
は、図9と図10に示すように軸方向と円周方向に何枚
かに分割されて組み立てられている。そのため、組立て
る際に生じる磁石片26若しくは中空状永久磁石25の
ばらつき、又は分割されたことによる中空状永久磁石2
5若しくはジャイロトロン用永久磁石の平滑性の欠如の
ため、ジャイロトロン用永久磁石の作る磁場は、図9に
記載しているような軸方向の成分(以下、Bzと略す)
のほかに軸方向に対して垂直方向の成分(以下、Brと
略す)が必然的に生じてくる。このBzは、個々の永久
磁石のばらつきによるものであるから、Z軸の場所に依
存した量となる。即ち、BrがZ軸のあらゆる場所で一
定の向きと値を取っているのではない。勿論、完全なジ
ャイロトロン用永久磁石が作成できればそれにこしたこ
とはない。尚、軸方向に対して垂直方向を径方向と呼ぶ
ことにする。
That is, the conventional gyrotron permanent magnet is assembled into several pieces in the axial direction and the circumferential direction as shown in FIGS. 9 and 10. Therefore, the variation of the magnet pieces 26 or the hollow permanent magnets 25 generated at the time of assembly or the hollow permanent magnet 2
5 or the lack of smoothness of the gyrotron permanent magnet, the magnetic field produced by the gyrotron permanent magnet has an axial component (hereinafter abbreviated as Bz) as shown in FIG.
In addition to the above, a component perpendicular to the axial direction (hereinafter abbreviated as Br) necessarily occurs. Since this Bz is due to the dispersion of the individual permanent magnets, it is an amount depending on the location on the Z axis. That is, Br does not have a fixed direction and value everywhere on the Z axis. Of course, if we could make a complete gyrotron permanent magnet, we wouldn't have done that. Note that a direction perpendicular to the axial direction is referred to as a radial direction.

【0014】結局、ジャイロトロン装置300は、電子
ビーム9がBzにより旋回運動しながら軸方向にドリフ
トするように設計されているが、作動時に有限のBrが
存在するため、電子のドリフト軌道がBzとBrの合成
ベクトル方向に導かれ、結果的に所定の軌道からずれる
ことになる。
In the end, the gyrotron device 300 is designed so that the electron beam 9 drifts in the axial direction while rotating by Bz. However, since there is a finite Br at the time of operation, the drift trajectory of the electron is Bz. And Br in the direction of the combined vector, and consequently deviates from a predetermined trajectory.

【0015】次に、特開平8−64142号公報に記載
されている従来例2で用いられている磁場発生装置が作
るBzの大きさZ軸に対して示したグラフを図11に示
す。従来のジャイロトロン装置300では、図11にお
いて磁場分布がBz>0の部分のみを用いて運転してい
た。ここで、Bz>0とは、電子ビーム9の射出される
方向に磁場が向いている領域のことであり、Bz<0と
は、電子ビーム9が射出される方向と逆方向に磁場が向
いている領域のことを指している。
Next, FIG. 11 is a graph showing the magnitude of Bz produced by the magnetic field generator used in the conventional example 2 described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-64142 with respect to the Z axis. In the conventional gyrotron device 300, the operation was performed using only the portion where the magnetic field distribution was Bz> 0 in FIG. Here, Bz> 0 is a region where the magnetic field is oriented in the direction in which the electron beam 9 is emitted, and Bz <0 is where the magnetic field is oriented in the direction opposite to the direction in which the electron beam 9 is emitted. Refers to the area where

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】従来のジャイロトロン
装置においては1台のジャイロトロン用永久磁石に対し
て、1台のジャイロトロンしか使用できなかった。
In the conventional gyrotron apparatus, only one gyrotron can be used for one gyrotron permanent magnet.

【0017】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、資源を有効に活用したジャイロ
トロン装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to obtain a gyrotron device that makes effective use of resources.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
のこの発明は、第1の電子ビームを射出する第1の電子
銃を有する第1のジャイロトロン、第2の電子ビームを
射出する第2の電子銃を有する第2のジャイロトロン、
上記第1の電子ビームのビーム軸上に上記第1の電子ビ
ームの射出方向と平行方向に分布し、上記第1の電子ビ
ームとの相互作用により電磁波を発生させる第1の磁場
と、上記第2の電子ビームのビーム軸上に上記第1の磁
場の磁場方向とは逆向きに分布し、上記第2の電子ビー
ムとの相互作用により電磁波を発生させる第2の磁場と
を発生させる共通の永久磁石を有する磁場発生装置、を
備えるものである。
According to the present invention, there is provided a first gyrotron having a first electron gun for emitting a first electron beam, and a first gyrotron having a second electron beam for emitting a second electron beam. A second gyrotron having two electron guns,
A first magnetic field that is distributed on a beam axis of the first electron beam in a direction parallel to an emission direction of the first electron beam and generates an electromagnetic wave by an interaction with the first electron beam; A common magnetic field that is distributed on the beam axis of the second electron beam in a direction opposite to the direction of the magnetic field of the first magnetic field and generates a second magnetic field that generates an electromagnetic wave by interaction with the second electron beam. A magnetic field generator having a permanent magnet.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明に
おいて1台の磁場発生装置で2台以上のジャイロトロン
を作動させる一実施の形態について説明する。図1はこ
の発明の一実施の形態の考え方を説明する概念図であ
る。図1(a)は図6に斜視図で示した永久磁石20の
断面図であり、中心をZ軸、Z軸に垂直な軸をr軸とす
る。ここでZ軸とは、電子銃1から中空状電子ビーム9
が射出される方向、つまり電子銃1から出力窓8へ向か
う方向である。永久磁石20は、中空状磁石25をZ軸
方向に沿って複数個配置することにより構成されてい
る。中空状磁石25は、図7に示された台形状の磁石片
26を複数個各々径方向に磁化した後ドーナツ状に組み
合わされて構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, an embodiment of the present invention in which two or more gyrotrons are operated by one magnetic field generator will be described. FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating the concept of an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view of the permanent magnet 20 shown in a perspective view in FIG. 6, where the center is the Z axis and the axis perpendicular to the Z axis is the r axis. Here, the Z axis refers to the hollow electron beam 9 from the electron gun 1.
In the direction from the electron gun 1 toward the output window 8. The permanent magnet 20 is configured by arranging a plurality of hollow magnets 25 along the Z-axis direction. The hollow magnet 25 is formed by magnetizing a plurality of trapezoidal magnet pieces 26 shown in FIG. 7 in the radial direction and then combining them in a donut shape.

【0020】図1(b)は図1(a)の永久磁石20が
作る磁場強度、図1(c)は図1(b)の様に磁場分布
が生じているときのジャイロトロン200の並べ方の模
式図、図2は従来のジャイロトロン装置300に用いら
れていた電磁石(図8の主電磁石11及び電子銃電磁石
12)が作るZ軸方向の磁場分布である。各図1におい
て、20は中空状磁石25で構成されジャイロトロン内
に磁場を発生する永久磁石、200はジャイロトロンで
ある。図1(a)において各円筒状磁石25に記載され
ているN及びSは夫々磁石のN極及びS極を意味してお
り、図のように磁化されていることを意味する。
FIG. 1B shows the magnetic field strength generated by the permanent magnet 20 shown in FIG. 1A, and FIG. 1C shows how the gyrotrons 200 are arranged when a magnetic field distribution is generated as shown in FIG. 1B. FIG. 2 shows a magnetic field distribution in the Z-axis direction created by electromagnets (the main electromagnet 11 and the electron gun electromagnet 12 in FIG. 8) used in the conventional gyrotron device 300. In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a permanent magnet which is constituted by a hollow magnet 25 and generates a magnetic field in the gyrotron, and 200 denotes a gyrotron. In FIG. 1A, N and S described on each cylindrical magnet 25 mean the N pole and S pole of the magnet, respectively, and mean that they are magnetized as shown in the figure.

【0021】尚、この実施の形態における円筒状磁石と
は、請求項で用いた筒状磁石に相当するものである。更
に、後述する各実施の形態における円筒状磁石も同様に
請求項における筒状磁石に相当する。
Incidentally, the cylindrical magnet in this embodiment corresponds to the cylindrical magnet used in the claims. Further, a cylindrical magnet in each embodiment described later also corresponds to a cylindrical magnet in the claims.

【0022】従来例2に記載したように、従来のジャイ
ロトロン装置300の磁場発生装置にはソレノイドコイ
ルの電磁石が使用されていた。このソレノイドコイルが
Z軸上に作るBz成分の磁場分布を図2に示してある。
この場合のBzの磁場分布には、Bz>0の1種類の領
域しか存在していなかった。
As described in the conventional example 2, the electromagnetic field generator of the conventional gyrotron device 300 uses an electromagnet of a solenoid coil. FIG. 2 shows the magnetic field distribution of the Bz component generated on the Z axis by the solenoid coil.
In this case, the Bz magnetic field distribution had only one type of region where Bz> 0.

【0023】しかし、磁場発生装置に永久磁石20が用
いられるようになり、Bzの磁場分布は図1(b)の様
に反転磁場を含んだ3つの領域が出現した。しかし、従
来のジャイロトロン装置300は(II)の領域だけを
使用し、1台のジャイロトロンのみを作動していた。こ
の発明の一実施の形態では、(I)、(II)、(II
I)(夫々(I)Bz<0、(II)Bz>0、(II
I)Bz<0)3つの領域を使用し、3台のジャイロト
ロン200を作動させている。
However, the permanent magnet 20 has been used for the magnetic field generator, and the Bz magnetic field distribution has three regions including the reversal magnetic field as shown in FIG. 1B. However, the conventional gyrotron device 300 uses only the area (II) and operates only one gyrotron. In one embodiment of the present invention, (I), (II), (II)
I) ((I) Bz <0, (II) Bz> 0, (II
I) Bz <0) Three gyrotrons 200 are operated using three regions.

【0024】これらの永久磁石20が作る3つの領域の
磁場は、ジャイロトロン動作に必要な磁場の条件を満た
している。即ち、図1(c)に示したように、永久磁石
20の中心軸(Z軸)上に3台のジャイロトロン200
を設置することにより、1台の永久磁石20で2台以上
のジャイロトロンを動かすことができる。3台のジャイ
ロトロンを並べたときに中央に配置されるジャイロトロ
ン200から射出される電磁波10は、ベンド等を用い
て曲げて取り出せば、両端のジャイロトロン200に邪
魔されること無く取り出すことができる。
The magnetic fields in the three regions created by these permanent magnets 20 satisfy the conditions of the magnetic field necessary for the gyrotron operation. That is, as shown in FIG. 1C, three gyrotrons 200 are arranged on the central axis (Z axis) of the permanent magnet 20.
Is installed, two or more gyrotrons can be moved by one permanent magnet 20. When the electromagnetic waves 10 emitted from the gyrotron 200 arranged at the center when the three gyrotrons are arranged are bent and extracted using a bend or the like, the electromagnetic waves 10 can be extracted without disturbing the gyrotrons 200 at both ends. it can.

【0025】これにより、初期コストを下げることがで
きると共に永久磁石の資源の有効利用を図ることができ
るという効果がある。
Thus, there is an effect that the initial cost can be reduced and the resources of the permanent magnet can be effectively used.

【0026】尚、この実施の形態では、3台のジャイロ
トロン200を作動させる方法について述べたが、特に
3台に限定されるものではない。即ち、Z軸上のBzの
磁場分布には少なくとも正の分布領域と負の分布領域が
存在するので、各々の領域をジャイロトロン200に適
用するということである。つまり、この実施の形態では
Z軸上にBzの磁場分布の正の分布領域と負の分布領域
が合計3つ存在したため、3台のジャイロトロンを作動
させただけであり、領域の数だけジャイロトロン200
を作動させることができる。例えば、磁場の領域が合計
5つ存在すれば理論的には5台のジャイロトロン200
を作動させることができる。勿論、5つの領域ともジャ
イロトロン200を作動させるに十分な磁場が発生して
いることが必要である。
In this embodiment, a method for operating three gyrotrons 200 has been described, but the number of gyrotrons 200 is not particularly limited to three. That is, since the Bz magnetic field distribution on the Z-axis has at least a positive distribution region and a negative distribution region, each region is applied to the gyrotron 200. In other words, in this embodiment, there are a total of three positive distribution regions and three negative distribution regions of the Bz magnetic field distribution on the Z-axis. Therefore, only three gyrotrons are operated, and the number of gyrotrons is equal to the number of regions. TRON 200
Can be activated. For example, if there are a total of five magnetic field regions, theoretically five gyrotrons 200
Can be activated. Of course, it is necessary that a magnetic field sufficient to operate the gyrotron 200 is generated in all five regions.

【0027】また、この実施の形態で用いた円筒状磁石
とは、内形と外形が円形を指している場合、内径と外形
が多角形の場合、内形と外形が円形と多角形の組合せの
場合の何れにも適応でき、後述する各実施の形態につい
ても同様である。
The cylindrical magnet used in this embodiment means that the inner shape and outer shape indicate a circle, the inner shape and the outer shape are polygons, and the inner shape and the outer shape are circles and polygons. And the same applies to each of the embodiments described later.

【0028】実施の形態2.この発明において1台の磁
場発生装置で2台以上のジャイロトロン200を作動さ
せる一実施の形態について説明する。図3はこの発明の
一実施の形態の永久磁石を示す。図3(a)は永久磁石
をZ軸に平行で且つZ軸を含んだ平面で切ったときの断
面図、図3(b)はこの実施の形態に用いた永久磁石が
作るBzの磁場分布図、図3(c)はジャイロトロン2
00の配置の仕方の一実施の形態、図3(d)はジャイ
ロトロン200の配置の仕方の全組合せの一覧である。
Embodiment 2 An embodiment in which two or more gyrotrons 200 are operated by one magnetic field generator in the present invention will be described. FIG. 3 shows a permanent magnet according to an embodiment of the present invention. FIG. 3A is a cross-sectional view of the permanent magnet taken along a plane parallel to and including the Z axis, and FIG. 3B is a magnetic field distribution of Bz produced by the permanent magnet used in this embodiment. Fig. 3 (c) shows gyrotron 2
FIG. 3D is a list of all combinations of the gyrotron 200 arrangement methods according to an embodiment of the arrangement method of the gyrotron 200.

【0029】図3において、図1と同符号を付したもの
は、同一又は相等の部分を表す。1は電子ビームを射出
する電子銃、8はジャイロトロンから電磁波を出力する
出力窓、24aは第1の円筒状磁石、24bは第2の円
筒状磁石、24cは第3の円筒状磁石、200aは第1
の電子ビームを射出する第1の電子銃を有する第1のジ
ャイロトロン、200bは第2の電子ビームを射出する
第2の電子銃を有する第2のジャイロトロンである。図
中のZ軸とは第1のビーム軸方向と同様である。ここで
いうビーム軸方向とは電子ビームが射出される方向のこ
とであり、第1の電子ビームに対しては第1のビーム軸
方向、第2の電子ビームに対しては第2のビーム軸方向
と定める。
In FIG. 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or similar parts. 1 is an electron gun for emitting an electron beam, 8 is an output window for outputting an electromagnetic wave from a gyrotron, 24a is a first cylindrical magnet, 24b is a second cylindrical magnet, 24c is a third cylindrical magnet, 200a Is the first
A first gyrotron having a first electron gun for emitting a second electron beam, and a second gyrotron 200b having a second electron gun for emitting a second electron beam. The Z axis in the figure is the same as the first beam axis direction. Here, the beam axis direction is a direction in which the electron beam is emitted. The first beam axis direction is for the first electron beam, and the second beam axis direction is for the second electron beam. Determine the direction.

【0030】永久磁石20は、3つの円筒状磁石24
a、24b、24cからなっている。第1の円筒状磁石
24aは第1のビーム軸方向に磁化されており、第2の
円筒状磁石24bは第1のビーム軸方向に垂直で第1の
ビーム軸の中心方向に向かって磁化されており、第3の
円筒状磁石24cは第1のビーム軸方向と逆方向に磁化
されており、第1の円筒状磁石24a、第2の円筒状磁
石24b、第3の円筒状磁石24cの順に配置されてい
る。各円筒状磁石24a、24b、24cは夫々図1の
ような中空状磁石から構成されている。
The permanent magnet 20 includes three cylindrical magnets 24
a, 24b and 24c. The first cylindrical magnet 24a is magnetized in the direction of the first beam axis, and the second cylindrical magnet 24b is magnetized perpendicular to the direction of the first beam axis and toward the center of the first beam axis. The third cylindrical magnet 24c is magnetized in a direction opposite to the direction of the first beam axis, and the first cylindrical magnet 24a, the second cylindrical magnet 24b, and the third cylindrical magnet 24c are magnetized. They are arranged in order. Each of the cylindrical magnets 24a, 24b, 24c is constituted by a hollow magnet as shown in FIG.

【0031】ここで、各円筒状磁石の大きさは図に記載
したように第2の円筒状磁石24bが一番大きくなって
いるが、大きさは特に問題ではない。重要なのは、各円
筒状磁石の磁化の大きさであり、所望の磁場分布を作る
ように各円筒状磁石を磁化すれば良い。即ち、磁化させ
る割合の大きさをいろいろと変えて、使用時に見合った
大きさに決めれば良い。尚、第1のビーム軸の中心方向
とは、第1のビーム軸に向かう方向である。
Here, the size of each cylindrical magnet is the largest for the second cylindrical magnet 24b as shown in the figure, but the size does not matter in particular. What is important is the magnitude of magnetization of each cylindrical magnet, and it is sufficient that each cylindrical magnet is magnetized so as to create a desired magnetic field distribution. That is, the magnitude of the ratio of magnetizing may be changed in various ways, and may be determined to a size suitable for use. Note that the center direction of the first beam axis is a direction toward the first beam axis.

【0032】次に、第1のジャイロトロン200aと第
2のジャイロトロン200bの配置の仕方について説明
する。本実施の形態では第1のジャイロトロン200a
をZ軸上の第1の磁場分布に配置したが、第1のジャイ
ロトロン200aをZ軸上の第2の磁場分布に配置して
もよい。更に、各ジャイロトロン200a、200bを
配置する際の各ジャイロトロン200a、200bの向
きも図において左右どちらでも良い。即ち、図3(d)
に記載するように、この実施の形態では、8通りの配置
のパターンが可能である。しかし、ベンド等を使う必要
の無い組合せの1若しくは組合せの5がより理想的であ
る。
Next, how to arrange the first gyrotron 200a and the second gyrotron 200b will be described. In the present embodiment, the first gyrotron 200a
Are arranged in the first magnetic field distribution on the Z axis, but the first gyrotron 200a may be arranged in the second magnetic field distribution on the Z axis. Further, the orientation of each gyrotron 200a, 200b when arranging each gyrotron 200a, 200b may be either left or right in the figure. That is, FIG.
As described in the above, in this embodiment, eight arrangement patterns are possible. However, combination 1 or combination 5 that does not require the use of bends or the like is more ideal.

【0033】次に動作について説明する。この発明の一
実施の形態では、図3(a)のように永久磁石20を構
成するので、Z軸上に図3(b)に示すような(I)B
z>0、(II)Bz<0の2つの領域ができる。この
2つの領域の磁場分布は、正負が逆なだけで対称であ
る。また、これらの2つの領域の磁場分布はジャイロト
ロンを動かすには十分であり、利用可能である。
Next, the operation will be described. In one embodiment of the present invention, since the permanent magnet 20 is configured as shown in FIG. 3A, (I) B as shown in FIG.
Two regions of z> 0 and (II) Bz <0 are created. The magnetic field distributions of these two regions are symmetrical only with the opposite sign. Also, the magnetic field distribution in these two regions is sufficient to operate the gyrotron and is available.

【0034】図3(c)に示したように(I)Bz>
0、(II)Bz<0の磁場領域にあわせて2台のジャ
イロトロン200a、200bを設置することにより、
1台の永久磁石20で2台のジャイロトロン200a、
200bを運転することができる。
As shown in FIG. 3C, (I) Bz>
0, (II) By installing two gyrotrons 200a and 200b in accordance with the magnetic field region of Bz <0,
One permanent magnet 20 and two gyrotrons 200a,
200b can be driven.

【0035】また、図3(d)の組合せのうち出力され
る電磁波が他のジャイロトロンに衝突するような場合
(例えば組合せ2のように第1の電子ビームがジャイロ
トロン200bに衝突する場合)は上述した実施の形態
のときのようにベンド等を用いてジャイロトロンを回避
して取り出せば良い。
In the case where the output electromagnetic wave of the combination shown in FIG. 3D collides with another gyrotron (for example, the case where the first electron beam collides with the gyrotron 200b as in combination 2). May be obtained by using a bend or the like to avoid the gyrotron as in the above-described embodiment.

【0036】実施の形態3.この発明において1台の磁
場発生装置で2台以上のジャイロトロン200を作動さ
せる他の実施の形態について説明する。図4はこの実施
の形態を示したジャイロトロン装置であり、実施の形態
2の第1のジャイロトロン200aと第2のジャイロト
ロン200bとの構成を具体的に示した図である。
Embodiment 3 Another embodiment of the present invention in which two or more gyrotrons 200 are operated by one magnetic field generator will be described. FIG. 4 shows a gyrotron device according to this embodiment, and specifically shows a configuration of a first gyrotron 200a and a second gyrotron 200b according to the second embodiment.

【0037】図4において、図3と同符号を付したもの
は、同一又は相等の部分を表す。2はカソード、3はカ
ソード2上の電子放出部、14はカソード2と対になっ
て電子放出部3から電子ビーム9を取り出し且つ電子ビ
ーム9を加速させるアノード、6は電子ビーム9と高周
波電磁場とが共鳴的に相互作用を起こし電磁波10を発
生する空胴共振器、7は相互作用を終えた電子ビーム9
を回収するコレクタ、30は永久磁石20が作る軸方向
成分を空胴共振器6近傍で微調整するための主磁場微調
整電磁石、50は永久磁石20が作る軸方向成分を電子
銃1近傍で微調整するための電子銃磁場微調整電磁石、
300aはこれら電子銃1、空胴共振器6、コレクタ
7、出力窓8等によりなる第1のジャイロトロン200
aと、電子ビーム9に旋回運動を与えるために第1のジ
ャイロトロン200aのビーム軸方向に磁場を発生する
主磁場微調整電磁石30と電子銃磁場微調整電磁石50
より構成される第1のジャイロトロン装置、300bは
これら電子銃1、空胴共振器6、コレクタ7、出力窓8
等によりなる第2のジャイロトロン200bと、電子ビ
ーム9に旋回運動を与えるために第2のジャイロトロン
200bのビーム軸方向に磁場を発生する主磁場微調整
電磁石30と電子銃磁場微調整電磁石50より構成され
る第2のジャイロトロン装置である。10の電磁波と
は、一般にマイクロ波及びミリ波の電磁波のことを指し
ている。しかし、これらの周波数領域に限定されるもの
ではない。尚、図中のZ軸は第1のビーム軸方向と同様
である。
In FIG. 4, the same reference numerals as in FIG. 3 denote the same or similar parts. Reference numeral 2 denotes a cathode, 3 denotes an electron-emitting portion on the cathode 2, 14 denotes an anode which takes out the electron beam 9 from the electron-emitting portion 3 and accelerates the electron beam 9 in a pair with the cathode 2, and 6 denotes an electron beam 9 and a high-frequency electromagnetic field. And a cavity resonator that interact with each other to generate an electromagnetic wave 10, and 7 is an electron beam 9 after the interaction.
, A collector 30 for fine-tuning the main magnetic field for finely adjusting the axial component generated by the permanent magnet 20 in the vicinity of the cavity resonator 6, a reference numeral 50 indicating the axial component generated by the permanent magnet 20 in the vicinity of the electron gun 1 Electron gun magnetic field fine adjustment electromagnet for fine adjustment,
Reference numeral 300a denotes a first gyrotron 200 including the electron gun 1, the cavity resonator 6, the collector 7, the output window 8, and the like.
a, a main magnetic field fine-adjusting electromagnet 30 and an electron gun magnetic field fine-adjusting electromagnet 50 for generating a magnetic field in the beam axis direction of the first gyrotron 200a to impart a swirling motion to the electron beam 9
The first gyrotron device 300b composed of the electron gun 1, the cavity resonator 6, the collector 7, and the output window 8
A second main gyrotron 200b composed of the same, etc., a main magnetic field fine-adjustment electromagnet 50 and an electron gun magnetic field fine-adjustment electromagnet 50 for generating a magnetic field in the beam axis direction of the second gyrotron 200b so as to give a swirling motion to the electron beam 9. A second gyrotron device comprising: The ten electromagnetic waves generally indicate microwave and millimeter wave electromagnetic waves. However, the present invention is not limited to these frequency ranges. The Z axis in the figure is the same as the first beam axis direction.

【0038】永久磁石20が作るZ軸上に作る磁場成分
のうち第1の電子ビーム軸方向成分の領域に第1のジャ
イロトロン200aを設置し、永久磁石20が作るZ軸
上に作る磁場成分のうち第1の電子ビーム軸方向成分と
逆方向成分の領域に第2のジャイロトロン200bを設
置し、夫々のジャイロトロン200a、200bから出
力される電磁波10が互いにぶつからず且つ正反対に出
力されるようになっている。ジャイロトロン200aと
ジャイロトロン200bの配置の仕方は、実施の形態2
に記載したとおりであり、特にこの実施の形態に限定さ
れるものではない。
The first gyrotron 200a is installed in the region of the first electron beam axial component among the magnetic field components generated on the Z axis generated by the permanent magnet 20, and the magnetic field component generated on the Z axis generated by the permanent magnet 20 The second gyrotron 200b is installed in the region of the first electron beam axial component and the component in the opposite direction, and the electromagnetic waves 10 output from the respective gyrotrons 200a and 200b are output without colliding with each other and diametrically opposite. It has become. The arrangement of the gyrotron 200a and the gyrotron 200b is described in Embodiment 2.
, And is not particularly limited to this embodiment.

【0039】次に動作について説明する。電子銃1のカ
ソード2上の電子放出部3から射出された電子ビーム
は、カソード2とアノード14の間の電場により加速さ
れ、永久磁石20によって発生した磁場により、旋回運
動しながら軸方向にドリフトする。更に、永久磁石20
と主磁場微調整電磁石30によって発生した強力な磁場
によって電子ビームは圧縮され、電子は磁場に対して垂
直方向の速度を増大させると共に、平行方向速度を減少
させながら空胴共振器6に入る。そのとき、磁石が発生
する軸方向磁場によってサイクロトロン運動している電
子と通常円筒状の空胴共振器6における固有モードの高
周波電磁場とのサイクロトロン共鳴メーザ相互作用が起
こる。その結果、電子の磁場に対して垂直方向の速度成
分によるエネルギーの一部は電磁波10のエネルギーに
変換される。
Next, the operation will be described. The electron beam emitted from the electron emitting portion 3 on the cathode 2 of the electron gun 1 is accelerated by an electric field between the cathode 2 and the anode 14 and drifts in an axial direction while rotating by a magnetic field generated by the permanent magnet 20. I do. Further, the permanent magnet 20
The electron beam is compressed by the strong magnetic field generated by the main magnetic field fine-tuning electromagnet 30 and the electrons enter the cavity 6 while increasing the velocity in the direction perpendicular to the magnetic field and decreasing the velocity in the parallel direction. At that time, a cyclotron resonance maser interaction occurs between the electrons in cyclotron motion and the high-frequency electromagnetic field of the eigenmode in the normally cylindrical cavity resonator 6 due to the axial magnetic field generated by the magnet. As a result, part of the energy due to the velocity component in the direction perpendicular to the magnetic field of the electrons is converted into the energy of the electromagnetic wave 10.

【0040】空胴共振器6で相互作用を終えた電子ビー
ムは、コレクタ7に回収され、空胴共振器6で励起され
た電磁波10は、出力窓8を透過して外部に取り出され
る。この場合、永久磁石20の両端にある2つの出力窓
8より取り出される。これにより、従来のジャイロトロ
ン装置2台分が1台にまとまり省スペース化が図られ、
且つ永久磁石1台分で2台分のジャイロトロンを作動す
ることができるためコスト削減や磁石資源の有効利用が
図れる。
The electron beam that has completed the interaction in the cavity resonator 6 is collected by the collector 7, and the electromagnetic wave 10 excited by the cavity resonator 6 passes through the output window 8 and is extracted to the outside. In this case, it is taken out from the two output windows 8 at both ends of the permanent magnet 20. As a result, two conventional gyrotron devices are combined into one to save space.
In addition, since two gyrotrons can be operated with one permanent magnet, cost reduction and effective use of magnet resources can be achieved.

【0041】実施の形態4.この発明において1台の磁
場発生装置で2台以上のジャイロトロン200を作動さ
せる他の実施の形態について説明する。図5はこの発明
の一実施の形態の考え方を説明する概念図である。図5
(a)は永久磁石20をZ軸に平行で且つZ軸を含んだ
平面で切ったときの断面図であり、中心をZ軸とする。
このときのZ軸上の磁場強度を図5(b)に、またジャ
イロトロンの配置の仕方を図5(c)に記載する。ま
た、図5(b)において、実線はこの実施の形態におけ
る磁場分布を表しており、破線は実施の形態3における
磁場分布を表している。
Embodiment 4 FIG. Another embodiment of the present invention in which two or more gyrotrons 200 are operated by one magnetic field generator will be described. FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating the concept of an embodiment of the present invention. FIG.
(A) is a cross-sectional view when the permanent magnet 20 is cut along a plane parallel to and including the Z axis, and the center is defined as the Z axis.
FIG. 5B shows the magnetic field strength on the Z axis at this time, and FIG. 5C shows how to arrange the gyrotron. In FIG. 5B, the solid line represents the magnetic field distribution in this embodiment, and the dashed line represents the magnetic field distribution in the third embodiment.

【0042】図5において、図3と同符号を付したもの
は、同一又は相等の部分を表す。24dは第1の円筒状
磁石、24eは第2の円筒状磁石、24fは第3の円筒
状磁石、24gは第4の円筒状磁石、24hは第5の円
筒状磁石、200aは第1のジャイロトロン、200b
は第2のジャイロトロンである。
In FIG. 5, the same reference numerals as in FIG. 3 denote the same or similar parts. 24d is a first cylindrical magnet, 24e is a second cylindrical magnet, 24f is a third cylindrical magnet, 24g is a fourth cylindrical magnet, 24h is a fifth cylindrical magnet, 200a is a first cylindrical magnet. Gyrotron, 200b
Is a second gyrotron.

【0043】永久磁石20は、5つの円筒状磁石からな
っており、第1の円筒状磁石24dは第1のビーム軸方
向に垂直で第1のビーム軸の中心方向と逆方向に磁化さ
れており、第2の円筒状磁石24eは第1のビーム軸方
向に磁化されており、第3の円筒状磁石24fは第1の
ビーム軸方向に垂直で第1のビーム軸の中心方向に向か
って磁化されており、第4の円筒状磁石24gは第1の
ビーム軸方向と逆方向に磁化されており、第5の円筒状
磁石24hは第1のビーム軸方向に垂直で第1のビーム
軸の中心方向と逆方向に磁化されており、第1の円筒状
磁石24d、第2の円筒状磁石24e、第3の円筒状磁
石24f、第4の円筒状磁石24g、第5の円筒状磁石
24hの順に配置されている。
The permanent magnet 20 comprises five cylindrical magnets, and the first cylindrical magnet 24d is magnetized in a direction perpendicular to the first beam axis direction and in a direction opposite to the center direction of the first beam axis. The second cylindrical magnet 24e is magnetized in the first beam axis direction, and the third cylindrical magnet 24f is perpendicular to the first beam axis direction and toward the center of the first beam axis. The fourth cylindrical magnet 24g is magnetized, the fourth cylindrical magnet 24g is magnetized in a direction opposite to the first beam axis direction, and the fifth cylindrical magnet 24h is perpendicular to the first beam axis direction and , A first cylindrical magnet 24d, a second cylindrical magnet 24e, a third cylindrical magnet 24f, a fourth cylindrical magnet 24g, and a fifth cylindrical magnet. 24h.

【0044】即ち、図3で説明した磁石の両端にZ軸か
ら径方向へ磁化された円筒状磁石24d、24hを付け
加えたものである。これにより、Bz>0、及びBz<
0の領域のBz=0へ漸近する部分(図における
(i)、(ii)の部分)が、図3(d)の例よりも緩
やかにBz=0へ漸近するようになる(図5(b))。
この永久磁石20により夫々のジャイロトロン200
a、200bの動作に必要な磁場強度の大部分を賄うこ
とができる。尚、第1のビーム軸の中心方向とは、第1
のビーム軸に向かう方向である。
That is, cylindrical magnets 24d and 24h magnetized in the radial direction from the Z axis are added to both ends of the magnet described in FIG. Thereby, Bz> 0 and Bz <
In the region of 0, the portion asymptotically approaching Bz = 0 (portions (i) and (ii) in the drawing) gradually approaches Bz = 0 as compared with the example of FIG. b)).
Each gyrotron 200 is provided by the permanent magnet 20.
a, 200b can cover most of the magnetic field strength required for the operation. Note that the center direction of the first beam axis is the first direction.
In the direction of the beam axis.

【0045】各ジャイロトロン200a、200bの配
置の仕方については実施の形態2(図3(d))で説明
したことと同様である。
The arrangement of the gyrotrons 200a and 200b is the same as that described in the second embodiment (FIG. 3D).

【0046】次に動作について説明する。この実施の形
態では、Bz=0への漸近が緩やかになるので、電子ビ
ームがコレクタ7に捕捉される距離が長くとれるように
なる。そのため、図3に示したジャイロトロンよりも大
きな電力のジャイロトロンの動作が可能となる(図5
(c))。
Next, the operation will be described. In this embodiment, the asymptote to Bz = 0 becomes gentle, so that the distance at which the electron beam is captured by the collector 7 can be increased. Therefore, the operation of the gyrotron having a larger power than that of the gyrotron shown in FIG. 3 becomes possible (FIG. 5).
(C)).

【0047】[0047]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、第1の
ジャイロトロンおよび第2のジャイロトロンを共通の永
久磁石により発生された第1および第2の磁場分布にそ
れぞれ設置するから、装置の製造コストを削減できると
ともに、磁場発生装置の資源を有効に利用できる。
As described above, according to the present invention, the first gyrotron and the second gyrotron are installed in the first and second magnetic field distributions generated by the common permanent magnet, respectively. Manufacturing costs can be reduced, and the resources of the magnetic field generator can be used effectively.

【0048】また、第1ないし第3の筒状磁石を第1の
ビーム軸方向に沿ってこの順に配置する場合には、1台
の磁場発生装置の作る第1の磁場分布と第2の磁場分布
を利用して2台のジャイロトロンを作動させることがで
きる。そのため、装置のコストを削減できるとともに磁
場発生装置の資源を有効に利用できる。
When the first to third cylindrical magnets are arranged in this order along the first beam axis direction, the first magnetic field distribution and the second magnetic field produced by one magnetic field generator are provided. Two gyrotrons can be operated using the distribution. Therefore, the cost of the device can be reduced and the resources of the magnetic field generator can be used effectively.

【0049】さらに、第1ないし第5の筒状磁石を第1
のビーム軸方向に沿ってこの順に配置する場合には、3
つの筒状磁石を配置する場合に比べて、ビーム軸方向に
より広い磁場領域をジャイロトロンに使用することがで
きる。そのため、高出力の高周波を出力することができ
る。
Further, the first to fifth cylindrical magnets are
In this order along the beam axis direction of
As compared with the case where two cylindrical magnets are arranged, a wider magnetic field region can be used for the gyrotron in the beam axis direction. Therefore, a high output high frequency can be output.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 従来例1の電磁石が作る軸方向の磁束密度の
グラフである。
FIG. 2 is a graph of an axial magnetic flux density created by the electromagnet of Conventional Example 1.

【図3】 本発明の実施の形態2を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing Embodiment 2 of the present invention.

【図4】 本発明の実施の形態3によるジャイロトロン
装置である。
FIG. 4 is a gyrotron device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施の形態4を示す概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing Embodiment 4 of the present invention.

【図6】 ジャイロトロン用永久磁石の斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of a gyrotron permanent magnet.

【図7】 ジャイロトロン用永久磁石の磁石片の斜視図
である。
FIG. 7 is a perspective view of a magnet piece of a gyrotron permanent magnet.

【図8】 従来例1のジャイロトロン装置である。FIG. 8 is a gyrotron device of Conventional Example 1.

【図9】 従来例2の永久磁石の軸に平行な平面による
断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a plane parallel to the axis of the permanent magnet of Conventional Example 2.

【図10】 従来例2の永久磁石の軸に垂直な平面によ
る断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the axis of the permanent magnet of Conventional Example 2.

【図11】 従来例2の永久磁石による磁場分布であ
る。
FIG. 11 is a magnetic field distribution by a permanent magnet of Conventional Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子銃、2 カソード、3 電子放出部、4 第1
のアノード、5 第2のアノード、6 空胴共振器、7
コレクタ、8 出力窓、9 電子ビーム、10 電磁
波、11 主電磁石、12 電子銃電磁石、14 アノ
ード、20 永久磁石、24 円筒状磁石、24a、2
4d 第1の円筒状磁石、24b、24e 第2の円筒
状磁石、24c、24f 第3の円筒状磁石、24g
第4の円筒状磁石、24h 第5の円筒状磁石、25
中空状磁石、26 磁石片、200 ジャイロトロン、
200a 第1のジャイロトロン、200b 第2のジ
ャイロトロン、300 ジャイロトロン装置。
1 electron gun, 2 cathodes, 3 electron emission part, 4 first
Anode, 5 second anode, 6 cavity resonator, 7
Collector, 8 output window, 9 electron beam, 10 electromagnetic wave, 11 main electromagnet, 12 electron gun electromagnet, 14 anode, 20 permanent magnet, 24 cylindrical magnet, 24a, 2
4d 1st cylindrical magnet, 24b, 24e 2nd cylindrical magnet, 24c, 24f 3rd cylindrical magnet, 24g
Fourth cylindrical magnet, 24h Fifth cylindrical magnet, 25
Hollow magnet, 26 magnet pieces, 200 gyrotron,
200a first gyrotron, 200b second gyrotron, 300 gyrotron device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 25/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 25/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1の電子ビームを射出する第1の電子
銃を有する第1のジャイロトロン、 第2の電子ビームを射出する第2の電子銃を有する第2
のジャイロトロン、 上記第1の電子ビームのビーム軸上に上記第1の電子ビ
ームの射出方向と平行方向に分布し、上記第1の電子ビ
ームとの相互作用により電磁波を発生させる第1の磁場
と、上記第2の電子ビームのビーム軸上に上記第1の磁
場の磁場方向とは逆向きに分布し、上記第2の電子ビー
ムとの相互作用により電磁波を発生させる第2の磁場と
を発生させる共通の永久磁石を有する磁場発生装置、を
備えることを特徴とするジャイロトロン装置。
1. A first gyrotron having a first electron gun for emitting a first electron beam, and a second gyrotron having a second electron gun for emitting a second electron beam.
A first magnetic field that is distributed on a beam axis of the first electron beam in a direction parallel to an emission direction of the first electron beam, and generates an electromagnetic wave by interaction with the first electron beam. And a second magnetic field that is distributed on the beam axis of the second electron beam in a direction opposite to the direction of the magnetic field of the first magnetic field and generates an electromagnetic wave by interaction with the second electron beam. A gyrotron device comprising: a magnetic field generator having a common permanent magnet to generate.
【請求項2】 請求項1において、上記永久磁石は、 第1の電子ビームの射出方向と平行な第1のビーム軸方
向に磁化された第1の筒状磁石と、 上記第1のビーム軸方向に対して垂直でかつ上記第1の
電子ビームのビーム軸の中心方向に磁化された第2の筒
状磁石と、 上記第1のビーム軸方向と逆方向に磁化された第3の筒
状磁石と、を上記第1のビーム軸方向に順に配置して構
成されたものであることを特徴とするジャイロトロン装
置。
2. The permanent magnet according to claim 1, wherein the permanent magnet includes a first cylindrical magnet magnetized in a first beam axis direction parallel to a first electron beam emission direction, and the first beam axis. A second cylindrical magnet perpendicular to the direction and magnetized in the direction of the center of the beam axis of the first electron beam; and a third cylindrical magnet magnetized in a direction opposite to the first beam axis direction. A gyrotron device, wherein a magnet and a magnet are sequentially arranged in the first beam axis direction.
【請求項3】 請求項1において、上記永久磁石は、 第1の電子ビームの射出方向と平行な第1のビーム軸方
向に対して垂直でかつ上記第1の電子ビームのビーム軸
の中心方向と逆方向に磁化された第1の筒状磁石と、 上記第1のビーム軸方向に磁化された第2の筒状磁石
と、 上記第1のビーム軸方向に対して垂直でかつ上記第1の
電子ビームのビーム軸の中心方向に磁化された第3の筒
状磁石と、 上記第1のビーム軸方向と逆方向に磁化された第4の筒
状磁石と、 上記第1のビーム軸方向に対して垂直でかつ上記第1の
電子ビームのビーム軸の中心方向と逆方向に磁化された
第5の筒状磁石と、を上記第1のビーム軸方向に順に配
置して構成されたものであることを特徴とするジャイロ
トロン装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the permanent magnet is perpendicular to a first beam axis direction parallel to an emission direction of the first electron beam, and is a center direction of a beam axis of the first electron beam. A first cylindrical magnet magnetized in a direction opposite to the first direction, a second cylindrical magnet magnetized in the first beam axis direction, and a first cylindrical magnet perpendicular to the first beam axis direction. A third cylindrical magnet magnetized in the center direction of the beam axis of the electron beam, a fourth cylindrical magnet magnetized in a direction opposite to the first beam axis direction, and the first beam axis direction And a fifth cylindrical magnet magnetized perpendicularly to and magnetized in a direction opposite to the center direction of the beam axis of the first electron beam, and sequentially arranged in the first beam axis direction. A gyrotron device, characterized in that:
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