JP3846908B2 - 電子ビーム管 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子ビーム管に関するものであり、特に、高周波エネルギが印加されるこの種の電子ビーム管の共振入力空胴に関するものである。
【０００２】
本発明は、誘導出力四極管装置（以下、ＩＯＴ装置と称す）に特に適用しうるものである。ＩＯＴ装置は、直線電子ビームを発生するように配置された電子銃と、共振入力空胴とを含む。その共振入力空胴においては、増幅すべき無線周波数信号が電子銃のグリッドにてその電子ビームの変調を生ずるように加えられる。その結果生ずる無線周波数エネルギと電子ビームとの間の相互作用により、高周波信号の増幅がなされ、共振出力空胴から抽出される。
【０００３】
【従来の技術】
従来知られているＩＯＴ装置の一例を、添付図面の図１に縦断面図にて概略的に示している。この従来のＩＯＴ装置は、電子銃１を含んでおり、この電子銃１は、カソード２、アノード３、およびカソード２とアノード３との間に配置されたグリッド４とを備えている。この電子銃は、この構成体の縦軸Ｘ−Ｘにそって放射される電子ビームを発生するように構成されている。また、このＩＯＴ装置は、ドリフト管５および６を含む。電子ビームは、これらドリフト管５および６を通過してから、コレクタ（図示していない）によって収集される。電子銃１のまわりに同心的に円筒状の環状入力空胴７が配置されており、この環状入力空胴７は、増幅すべき無線周波数信号が印加される入力カップリング８を含む。ドリフト管５および６の間のギャップを出力空胴９が取り巻いており、この出力空胴９は、カップリングループ１０を含む。増幅された無線周波数信号は、このカップリングループ１０を介して抽出され、二次出力空胴１１に結合される。この二次出力空胴１１から出力カップリング１２を通して出力信号が取り出される。
【０００４】
入力空胴７は、２つの横方向に配設された環状プレート１３および１４を含む内側本体部分を備える。一方のプレート１３は、導電性スプリングフィンガー（図示していない）を介して管状部材１５に接続されている。この管状部材１５は、カソード２を機械的に支持しており、カソード電位に維持されている。他方のプレート１４は、スプリングフィンガーを介してグリッド４の支持体１６に接続されており、グリッド電位にある。入力空胴７は、また、内側本体部分とは電気的に分離されている外側本体部分を含み、この外側本体部分は、円筒状で軸方向に延在する壁部１９によって接続され且つプレート１３の部分と部分的に対向した部分を有する横方向に延びる環状プレート１７および１８を備える。その外側本体部分は、また、円筒状壁部２２によって接続されたさらに別の横方向に延びるプレート２０および２１を含む。それらプレート２０および２１は、グリッド４に電気的に接続されているプレート１４と部分的に対向する部分を有する。これらの２つの相互に組み合った構成体は、グリッド４とアノード３との間の領域内への印加高周波エネルギの漏れおよび空胴７の外部への印加高周波エネルギの漏れを減少させるための無線周波数チョークとして作用する。空胴７は、さらに、動作周波数が変更されうるように可動同調ドア２４を有する軸方向延長部２３を含む。空胴７は、また、プレート２１に接続された円筒状壁部２５を含み、この円筒状壁部２５は、それぞれグリッド４およびアノード３の支持体１６および２６の間の領域において軸方向に延長している。
【０００５】
内側本体部分および外側本体部分の互いに組み合った横方向プレートの間には、構造的な支持と電気的絶縁とを行なうために、絶縁（誘電体）材料２７が設けられている。
【０００６】
セラミックシリンダ２８および２９は、電子銃組立体を取り巻いており、真空包囲体の一部分を定めている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のＩＯＴ装置の使用に際しては、代表的には、３０〜４０ｋＶのオーダーの直流電圧が、カソード２とアノード３との間に印加され、無線周波数入力信号が、カソード２とグリッド４との間に印加される。プレート１４、２０および２１によって形成された無線周波数チョークが、カソード／グリッド領域とアノード３との間の結合を減ずるように作用する。しかしながら、ある場合には、これが不充分であることがあり、無線周波数エネルギの漏洩を完全に防止できず、それら２つの領域間の結合を完全に防止できないことがあり、その結果として、電子ビームの望ましくない振動が生じてしまうことがある。このような振動は、電子ビーム管の動作効率を減少させるばかりでなく、電子ビーム管を損傷しまたは動作しえないようにしてしまう程のアークを電子ビーム管内に発生させてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、このような望ましくない振動の問題を減少させ、または排除でき、装置がより高い最大動作周波数で作動できるようにした改良された電子ビーム管を提供することである。本発明は、ＩＯＴ装置に特に適用できるものであるが、その他の型の電子ビーム管に適用しても効果のあるものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、電子銃組立体と、この電子銃組立体のまわりに同中心的に配置された実質的に環状の高周波共振入力空胴と、少なくとも前記入力空胴を部分的に定める壁部によって担持された高周波エネルギを吸収できる材料とを備えた電子ビーム管構成体が提供される。
【００１０】
本発明を適用することにより、前記壁部によって担持された材料が、さもなければ電子ビーム管の種々な部分間に結合されてしまうようなエネルギを吸収してしまうように配設されているので、望ましくない振動が減少させられ、または排除される。多くの適用例においては、その材料は、何十ｋＶ、代表的には、３０〜４０ｋＶの直流電圧差をホールドオフできるようなものであることが必要である。本発明に使用するのに適当な材料は、フェライトを含む絶縁（誘電体）材料であり、好ましくは、その絶縁材料は、シリコーンゴムである。絶縁（誘電体）粒子を充填された１つの適当な材料は、エマーソン・アンド・カミング（Emerson and Cuming）から入手できる Eccosorb ＣＦ−Ｓ−４１８０と称されたものである。このフェライト充填シリコーンゴム材料は、ＵＨＦおよびマイクロ波領域における高損失材料であり、数十ｋＶのオーダーの高い直流電圧をホールドオフできるものでもある。
【００１１】
この材料は空胴を定める壁部によって担持されるので、この材料は、必要に応じて交換のために、または既存の管の性能を高めるために、容易にアクセスできるように配設されうる。必要であれば、真空下にある部分部分を含めて管の主要本体部は、動作のための設置場所にそのまま保持して、必要であれば、空胴壁部を取り外して、他の場所で修理することができる。修理中においては、代わりの空胴壁部をその管にはめ込んで、動作を実質的に中断することなく継続でき、その間に別に修理作業を行なうことができる。このように、空胴壁部にその材料を配置することは、管の性能を高める上でも、管を保守点検のし易い状態とする上でも、大きな利点を有している。その材料は、真空下にない管の領域に配置されると有利である。
【００１２】
本発明の効果的な１つの実施例においては、この高周波吸収材料は、壁部の表面に直接的に担持される。例えば、その壁部は、円筒状であり、その材料は、その内側表面に取り付けられる。本発明の別の実施例では、その吸収材料は、その壁部によって担持された電気的絶縁材料の介在層によって支持される。その介在層は、例えば、レジンまたは非充填シリコーンゴムでありうる。
【００１３】
本発明の特に効果的な実施例においては、その吸収材料は、電気的絶縁材料に隣接して配設され、これら２つの材料の間の境界は、露出されないようにされる。例えば、その吸収材料は、空胴壁部の内側表面によって直接的に担持され且つレジンまたは非充填ゴム等によって側部全体を取り巻かれたような環状リングとして構成されうる。この場合においては、さもなければそれら２つの材料の間の表面境界となってしまう部分がその空胴壁部によって遮蔽されるのである。このような構成によれば、アークの発生する程度を減少させることができる。
【００１４】
入力空胴の部分部分の間に、そこからの漏れを減少させるために無線周波数チョーク構成体を設けるような場合には、その吸収材料は、そのチョーク構成体の対向して延在している部分の間に設けることができる。このようなチョークは、横方向に延在するようにしてもよいし、軸方向に延在するようにすることもできる。この吸収材料は、異なる電位にあるチョーク構成体の部分部分の間の絶縁体の一部のみを構成してもよいし、または、実質的にその全体を構成するようにしてもよい。
【００１５】
好ましくは、電子銃組立体は、カソードと、アノードとを備え、これらカソードとアノードとの間のギャップのまわりに同軸的に吸収材料が配置される。
【００１６】
この吸収材料の表面は、アークおよびブレークダウンの発生する傾向を減ずるように起伏を付けたものとしてもよいし、他の実施例では、滑らかな表面とすることが必要なこともある。
【００１７】
【実施例】
次に、添付図面を参照して、本発明の実施例について、本発明の種々な実施態様を説明する。
【００１８】
図２、図３、図４および図５は、本発明による種々な管の部分部分を概略的に示しており、これら図においては、理解し易くするために、同様の構成部分については同様の参照符号を用いている。
【００１９】
図２を参照するに、図１に示した装置と類似のＩＯＴ装置を示しており、このＩＯＴ装置は、内側および外側本体部分を有した入力空胴７と、横方向プレート１３、１７および１８およびプレート１４、２０および２１によって形成された無線周波数チョークとを含む。この構成体においては、空胴７の内側および外側本体部分の対向して延在する部分部分によって形成されたチョークの間に誘電体（絶縁体）材料２７が配置されており、この場合には、その材料はレジンである。プレート１４、２０および２２の間に設けられたレジンは、アノード３に向かって軸方向に延長しており、入力空胴の円筒状壁部２５によって支持されている。フェライト充填シリコーンゴム３０の周辺領域は、壁部２５によって担持されたレジン２７の内側表面に取り付けられており、アノード３の支持体２６とプレート２１との間の領域に部分的に延在している。材料３０の外側表面は、実質的に滑らかである。しかし、他の構成においては、その材料３０の外側表面は、アークの発生する傾向を減少させるように起伏を付けたものとすることもできる。
【００２０】
図３を参照するに、本発明による別の実施例としてのＩＯＴ装置が示されており、このＩＯＴ装置においては、プレートと無線周波数チョークとの間の誘電体材料は、フェライト粒子を分散充填していない非充填シリコーンゴム３１である。フェライト充填シリコーンゴム３２は、入力空胴７の円筒状壁部２５によって直接的に担持されていて、且つシリコーンゴム３１に接合している。
【００２１】
図４は、別の実施例を示しており、この構成例においては、アノード３の支持体２６とプレート２１との間にフェライト充填シリコーンゴム３３が延在しており、また、そのフェライト充填シリコーンゴム３３は、両方の無線周波数チョークの対向して延在する部分部分の間にも配置されている。この実施例においては、フェライト充填シリコーンゴム３３の内側表面には、起伏が付けられている。
【００２２】
図５は、さらに別の実施例を示しており、この実施例では、フェライト充填シリコーンゴムの円筒状リング３４が空胴壁部２５の内側表面によって直接的に担持されており、この円筒状リング３４は、レジン３５によって取り巻かれている。空胴壁部２５は、アークの発生する傾向を減少させるように、それら２つの材料の間の境界を覆っている。レジン２５は、非充填ゴムまたはその他の絶縁材料によって置き換えられてもよい。吸収材料を他の絶縁材料に隣接して配置するような本発明による他の構成では、さもなければ露出してしまう両材料間の境界を覆うようにする遮蔽手段が設けられ、この遮蔽手段は、必ずしも、空胴壁部によって与えられるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来知られているＩＯＴ装置の一例を概略的に示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施例としての電子ビーム管の部分を概略的に示す縦断面図である。
【図３】本発明の別の実施例としての電子ビーム管の部分を概略的に示す縦断面図である。
【図４】本発明のもう一つ別の実施例としての電子ビーム管の部分を概略的に示す縦断面図である。
【図５】本発明のさらに別の実施例としての電子ビーム管の部分を概略的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 電子銃
２ カソード
３ アノード
４ グリッド
５ ドリフト管
６ ドリフト管
７ 入力空胴
８ 入力カップリング
９ 出力空胴
１０ カップリングループ
１１ 二次出力空胴
１２ 出力カップリング
１３ 環状プレート
１４ 環状プレート
１５ 環状部材
１６ 支持体
１７ 環状プレート
１８ 環状プレート
１９ 壁部
２０ プレート
２１ プレート
２２ 円筒状壁部
２３ 軸方向延長部
２４ 可動同調ドア
２５ 円筒状壁部
２６ 支持体
２７ 誘電体（絶縁）材料
２８ セラミックシリンダ
２９ セラミックシリンダ
３０ フェライト充填シリコーンゴム
３１ 非充填シリコーンゴム
３２ フェライト充填シリコーンゴム３２
３３ フェライト充填シリコーンゴム
３４ 円筒状リング
３５ レジン

Claims (19)

1. 電子銃組立体と、該電子銃組立体の周りに同軸的に配設された実質的に環状の高周波共振入力空胴と、前記入力空胴を少なくとも部分的に定める壁部によって担持され高周波エネルギを吸収することのできる吸収材料とを備え、前記壁部は、前記吸収材料に隣接して配置された電気的絶縁体をも担持することを特徴とする電子ビーム管。
2. 前記吸収材料は、１０ｋＶと１００ｋＶとの間の直流電圧差をホールドオフすることができる請求項１に記載の電子ビーム管。
3. 前記吸収材料は、フェライト充填誘電体材料である請求項１または２に記載の電子ビーム管。
4. 前記誘電体材料は、シリコーンゴムである請求項３に記載の電子ビーム管。
5. 前記壁部は、少なくとも部分的に円筒状であり、前記吸収材料は、前記壁部の内側の実質的に周辺にそって配分されている請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の電子ビーム管。
6. 前記吸収材料は、前記壁部の表面によって直接的に担持されている請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の電子ビーム管。
7. 前記吸収材料は、前記壁部によって直接的に担持された前記電気的絶縁体の層によって担持されている請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の電子ビーム管。
8. 前記電気的絶縁体は、レジンおよび非充填ゴムのうちの一方または両者である請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の電子ビーム管。
9. 前記吸収材料と前記電気的絶縁体との間の境界は、露出されていない請求項１から８のうちのいずれか１項に記載の電子ビーム管。
10. 前記境界は、遮蔽手段によって覆われている請求項９に記載の電子ビーム管。
11. 前記壁部は、前記遮蔽手段として作用する請求項１０に記載の電子ビーム管。
12. 前記入力空胴は、互いに対向して延在して、一緒になって高周波チョークを形成する電気的に分離した部分を有する内側および外側本体部分を含む請求項１から１１のうちのいずれか１項に記載の電子ビーム管。
13. 前記吸収材料は、前記互いに対向して延在する部分の間に配置されている請求項１２に記載の電子ビーム管。
14. 電子銃組立体と、該電子銃組立体の周りに同軸的に配設された実質的に環状の高周波共振入力空胴とを備え、前記入力空胴は、互いに対向して延在して、一緒になって高周波チョークを形成する電気的に分離した部分を有する内側および外側本体部分を含むような電子ビーム管において、高周波エネルギを吸収することのできる吸収材料が、前記互いに対向して延在する部分の間に配置され且つ前記入力空胴を少なくとも部分的に定める壁部によって担持されていることを特徴とする電子ビーム管。
15. 前記電子銃組立体は、カソードと、アノードと、該カソードと該アノードとの間に配置されたグリッドとを含み、これら電極は、使用に際して電子ビームがそれにそって発生される縦軸にそって離間されており、前記吸収材料は、それぞれグリッド電位およびアノード電位にある管の部分の間に軸方向に延在している請求項１から１４のうちのいずれか１項に記載の電子ビーム管。
16. 前記吸収材料は、前記グリッド電位およびアノード電位にある前記管の部分の間の実質的に全長に亘って軸方向に延在している請求項１５に記載の電子ビーム管。
17. 前記電子銃組立体は、真空包囲体内に配置され、前記吸収材料は、該包囲体の外に配置される請求項１から１６のうちのいずれか１項に記載の電子ビーム管。
18. 前記吸収材料の表面は、起伏が付けられている請求項１から１７のうちのいずれか１項に記載の電子ビーム管。
19. 誘導出力四極管装置として作動するように構成された請求項１から１８のうちのいずれか１項に記載の電子ビーム管。

Images