JP3258224B2 - ジャイロトロン用磁場発生装置 - Google Patents
ジャイロトロン用磁場発生装置Info
- Publication number
- JP3258224B2 JP3258224B2 JP01950496A JP1950496A JP3258224B2 JP 3258224 B2 JP3258224 B2 JP 3258224B2 JP 01950496 A JP01950496 A JP 01950496A JP 1950496 A JP1950496 A JP 1950496A JP 3258224 B2 JP3258224 B2 JP 3258224B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- gyrotron
- temperature
- circuit
- field generator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
Description
し、特に、電子サイクロトロン共鳴メーザー作用を利用
してマイクロ波又はミリ波を発生するジャイロトロン・
ジャイロクライストロン、ジャイロTWT(トラベリン
グ・ウェーブ・チューブ)等に使用して好適な磁場発生
装置に関する。
を用いたマイクロ波電子管として、軸対称の中空円筒の
電子ビームを用いたジャイロトロンが知られている。ジ
ャイロトロンには、電子群が1個の共振回路(空洞共振
器)中の電磁界と相互作用し、電子の運動エネルギーを
電磁波エネルギーに変換することによって共振回路中に
高周波を発振させるジャイロモノトロンや、複数の空洞
共振器を用いて電磁波の増幅現象を行わせるジャイロク
ライストロン等がある。
ー相互作用を利用した従来例として、例えば図5に示す
ようなジャイロトロンがある。このジャイロトロン8
は、電子銃12、空洞共振器22及びコレクター26を
構成要素として含むジャイロトロン本体30と、該本体
30の外側に設けられる主電磁石32と電子銃電磁石3
4とから構成される。
4上に設けられた電子放出部16、第1アノード18、
第2アノード20等から成り、この電子銃12から電子
ビーム10が出力される。空洞共振器22は、では、電
子ビーム10と高周波電磁場とが共鳴的に相互作用を起
こし、高周波の電磁波24が発生する。コレクター26
は電磁波と相互作用を終えた電子ビームを回収するため
のものであり、高周波の電磁波24は出力窓28から外
部に取り出される。
0の中心軸(z軸)方向に磁場を発生して電子ビーム1
0に旋回運動を与える。
が発生する軸方向(z方向)成分磁場を示している。一
般に、空洞共振器においては磁場は平坦で、0.5%程
度以下の均一度が要求される。更に、電子銃12とコレ
クター26における磁束密度の空間変化が比較的小さく
なるように電磁石32及び34の配置やその励磁電流を
決める必要がある。
ャイロトロン装置における電磁石32及び34として
は、超伝導電磁石または常伝導電磁石、あるいはその両
方を用いた電磁石が使用されている。しかし、超伝導電
磁石は一般に高価であり、励磁するためには液体ヘリウ
ムなどの冷媒を供給するか、冷凍機を使って極低温にま
で電磁石を冷却しなければならないなど、手間がかか
り、また磁場を急激に変化させることが難しいという問
題があった。一方、常伝導電磁石では、高磁場の発生に
大容量の励磁電源が必要である。このため、大電力を消
費すること、電磁石や励磁電源を冷却水で冷却する必要
があり、所謂ランニングコストが高くなるという問題が
あった。
ためになされたものであり、ジャイロトロンの維持と操
作性を格段に容易にすると共に、装置を小型化し、ラン
ニングコストを極めて低くでき、更に装置組立後におけ
る磁場調整が簡単に行えるジャイロトロン用磁場発生装
置を提供することを目的とする。
発明は、磁化方向がほぼ径方向の輪環状永久磁石を該輪
環状永久磁石の軸方向に複数配置してなる筒型磁場回路
を備え、該筒型磁場回路の空洞部に軸方向磁場を発生さ
せるジャイロトロン用磁場発生装置において、該筒型磁
場回路の外周側にヒーターを設け、さらにその外周側を
断熱材で被覆したことを特徴とするジャイロトロン用磁
場発生装置を提供する。
記筒型磁場回路の温度を計測する手段と、該温度計測手
段により計測した前記筒型磁場回路の温度に応じて前記
ヒーターの出力を制御する手段とを備えたことを特徴と
する請求項1記載のジャイロトロン用磁場発生装置を提
供する。
備えた従来のジャイロトロン用磁場発生装置では、高磁
場を発生させるには大容量の励磁電源が必要となり、超
伝導磁石を用いた場合、磁石自体が高価であるばかりで
なく、励磁するために液体ヘリウム等の冷媒を供給する
必要がある等、大規模な設備が必要となる。
たジャイロトロン用磁気発生装置を先に提案した(特願
平6−284132)。希土類永久磁石には大別すると
SmCo系とNdFeB系の2種類がある。前者のキュ
リー温度(Tc)は700〜850℃であり、後者のT
cは300〜350℃である。キュリー温度により磁化
の温度変化率(室温〜100℃程度)は異なり、SmC
o系で〜−0.03%/℃、NdFeB系で−0.12
%/℃程度である。従って、希土類永久磁石を使用した
磁気回路では、単体磁石の磁化の可逆温度変化率と同じ
だけ発生磁場は変化する。例えばNdFeB系磁石を使
用した場合、外気温が30℃変化すると、発生磁場は3
%以上変化する。
を抑えるため、ジャイロトロン電子管の外側にコイルを
巻き、温度によって変化するジャイロトロン用磁場発生
装置の磁場強度を、設定の磁場強度になるように補正電
流を流すことで、磁場強度の制御を行う方法もあるが、
この方法では、温度変化に対応して常に補正電流を最適
に制御しなければならず、また、温度変化が大きく磁場
が大きく変化した場合に補正電流が制御範囲を越えてし
まうという欠点が存在する。更に、コイルに電流を流す
ため、発熱し、これが更に磁気回路の発生磁場に影響を
与える。
生装置において、磁場発生手段として永久磁石を用いる
とともに、装置にヒータを取り付け、これらを断熱材で
覆うことにより、外気温が大きく変化しても設定の磁場
強度を保つことができる。また、さらに永久磁石の温度
計測を行う手段とその計測結果に基づいて温度制御を行
う手段を設けることにより、磁気回路を所定温度に保持
することができる。
て図面を参照して説明する。
形態を示す。図において、ジャイロトロン用磁場発生装
置は、ジャイロトロン本体30の周囲に筒型磁場回路3
5を設け、磁気回路35の周囲を覆うように円筒形のヒ
ータ37を設け、さらにこれらジャイロトロン本体3
0、磁気回路35及びヒータ37を覆うように断熱材3
9を設けたものである。磁気回路35周辺はヒータ37
により約30〜40℃に加温されている。ヒータ37に
よる設定温度は外気温+数度程度に設定すればよく、補
正磁場を印加するよりずっと少ない電流量でよい。
複数の輪環状永久磁石36a〜36hを軸(z軸)方向
に配列したものであり、2つの筒状永久磁石群U及びV
から成る。輪環状永久磁石36a〜36hの各々は、図
に示すように径方向に磁化されている。
永久磁石36a〜36dの各々は磁化が内側から外側に
向き(即ちz軸に対してほぼ直角で且つ外側に向かって
磁化され)、一方、筒状永久磁石群Vを構成する輪環状
永久磁石36e〜36hの各々は磁化が外側から内側に
向いている(即ちz軸に対してほぼ直角で且つ内側に向
かって磁化されている)。
筒型磁場回路35の内部にはz軸方向に磁場38が発生
する。
向(z方向)成分磁場を示している。空洞共振器部の磁
場強度は本例では5150Gであり、±50mmの範囲
で0.5%の均一性が得られる。
施形態を示す。本実施形態では、図1に示した実施形態
において、磁場回路35の温度を計測する温度計測器4
0を設け、この温度計測器40からの出力に基づいてヒ
ータ37の出力を制御する制御器41を設けたものであ
る。本実施形態では、外気温が特に大きく変動した場合
でも、ヒータ37の出力を制御することにより、磁場回
路35の温度を一定に保つことができ、より均一な磁場
強度が得られる。
及び動作維持に極めて多額の費用がかかる超伝導電磁石
や、高磁場発生に大電力を必要とする常伝導電磁石を用
いることなく、複数の輪環状永久磁石からなる筒型磁場
回路によりジャイロトロン用の磁場発生装置を実現して
いる。また、温度による磁場強度が変化する永久磁石を
用いているにも拘わらず、補正電流による制御が不要で
あり、外気温が大きく変化しても設定の磁場強度を保つ
ことができる。
1に対応する一実施形態を示す側断面図である。
気回路の磁場発生の様子を示す説明図である。
方向成分磁場の分布を示す図である。
2に対応する一実施形態を示す側断面図である。
す側断面図である。
方向成分磁場の分布を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 磁化方向がほぼ径方向の輪環状永久磁石
を該輪環状永久磁石の軸方向に複数配置してなる筒型磁
場回路を備え、該筒型磁場回路の空洞部に軸方向の磁場
を発生させるジャイロトロン用磁場発生装置において、 該筒型磁場回路の外周側にヒーターを設け、さらにその
外周側を断熱材で被覆したことを特徴とするジャイロト
ロン用磁場発生装置。 - 【請求項2】 前記筒型磁場回路の温度を計測する手段
と、該温度計測手段により計測した前記筒型磁場回路の
温度に応じて前記ヒーターの出力を制御する手段とを備
えたことを特徴とする請求項1記載のジャイロトロン用
磁場発生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01950496A JP3258224B2 (ja) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | ジャイロトロン用磁場発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01950496A JP3258224B2 (ja) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | ジャイロトロン用磁場発生装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09190770A JPH09190770A (ja) | 1997-07-22 |
JP3258224B2 true JP3258224B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=12001212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01950496A Expired - Fee Related JP3258224B2 (ja) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | ジャイロトロン用磁場発生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3258224B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7872555B2 (en) * | 2004-01-23 | 2011-01-18 | Hitachi Metals, Ltd. | Undulator |
JP5885607B2 (ja) * | 2012-07-20 | 2016-03-15 | 株式会社東芝 | 磁場発生装置、磁場発生制御方法および磁場発生システム |
JP6038694B2 (ja) * | 2013-03-12 | 2016-12-07 | 住友重機械工業株式会社 | サイクロトロン |
CN107527779B (zh) * | 2017-08-18 | 2019-06-07 | 电子科技大学 | 一种基于螺旋带状电子注冷阴极辐射源 |
-
1996
- 1996-01-10 JP JP01950496A patent/JP3258224B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09190770A (ja) | 1997-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3444999B2 (ja) | ジャイロトロン装置 | |
EP1286379B1 (en) | Magnetron | |
JP3258224B2 (ja) | ジャイロトロン用磁場発生装置 | |
US3984725A (en) | Permanent magnet structure for crossed-field tubes | |
US3896332A (en) | High power quick starting magnetron | |
Ding et al. | Research progress on X-band multibeam klystron | |
JP3754033B2 (ja) | ジャイロトロン装置 | |
JP3117373B2 (ja) | ジャイロトロン用磁場発生装置 | |
JP3414660B2 (ja) | ジャイロトロン装置 | |
JPH09237582A (ja) | ジャイロトロン装置 | |
JP3409487B2 (ja) | ジャイロトロン装置及びジャイロトロン装置の出力調整方法 | |
JP3191810B2 (ja) | ジャイロトロン装置 | |
JP2003059414A (ja) | マグネトロン | |
US4284924A (en) | Microwave magnetron-type device | |
JPH1055765A (ja) | ジャイロトロン装置 | |
JPH02174040A (ja) | ジャイロトロン装置 | |
Batchelor et al. | Operational Status of the Brookhaven National Laboratory Accelerator Test Facility | |
Sato et al. | Development of 5 GHz permanent magnet peniotron | |
JP2001210499A (ja) | 超電導高周波加速空胴用入力カプラー | |
JPH10326573A (ja) | ジャイロトロン装置 | |
KR200161121Y1 (ko) | 마그네트론의 에미터구조 | |
JP3794166B2 (ja) | マイクロ波加熱装置 | |
JP2001023531A (ja) | マグネトロン | |
JP3077658B2 (ja) | ジャイロトロン装置に適用される永久磁石の製造方法 | |
KR100609960B1 (ko) | 마그네트론 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071207 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101207 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101207 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111207 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111207 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121207 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131207 Year of fee payment: 12 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |