JP4342043B2 - Multi-cavity klystron device - Google Patents

Multi-cavity klystron device Download PDF

Info

Publication number
JP4342043B2
JP4342043B2 JP18395899A JP18395899A JP4342043B2 JP 4342043 B2 JP4342043 B2 JP 4342043B2 JP 18395899 A JP18395899 A JP 18395899A JP 18395899 A JP18395899 A JP 18395899A JP 4342043 B2 JP4342043 B2 JP 4342043B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cavity
output
branch
input
electron beam
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
Application number
JP18395899A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001015043A (en
Inventor
良久 大久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP18395899A priority Critical patent/JP4342043B2/en
Publication of JP2001015043A publication Critical patent/JP2001015043A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4342043B2 publication Critical patent/JP4342043B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Microwave Tubes (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、離散する複数の周波数で動作する多空胴クライストロン装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
多空胴クライストロン装置は、電子ビームとの相互作用を利用して高周波信号を増幅する装置で、マイクロ波などの高周波信号の増幅に利用されている。
【0003】
ここで、従来のクライストロン装置について図4を参照して説明する。符号41は電子銃で、電子銃41が発生する電子ビームeの進行方向に沿って、入力空胴42および3個の中間空胴43、出力空胴44、そして、電子ビームeを捕捉するコレクタ45などが設けられている。入力空胴42には、増幅する高周波信号を入力する入力結合ループ46が設けられている。出力空胴44には、増幅した高周波信号を取り出す出力導波管47が接続されている。また、出力導波管45の一部に、クライストロン内を真空気密に保ち、高周波出力を透過する出力窓48が設けられている。また、入力空胴42と中間空胴43間、中間空胴43どうし、中間空胴43と出力空胴44間は、それぞれドリフト管Dで連結されている。また、符号Mは管軸を示している。
【0004】
上記した構成において、入力結合ループ46を通して入力空胴42に高周波信号が入力する。入力した高周波信号は、電子ビームeとの相互作用で増幅され、出力空胴44から出力導波管47へと出力され、出力窓48を通して外部に取り出される。
【0005】
なお、図5(a)は空胴部分を電子ビームの進行方向から見た図で、符号Gは空胴部分に位置するギャップ管である。また、図5(b)は空胴部分における電界分布を示している。横軸は空胴の直径方向(L)を示し、縦軸は電界の強さ(E)を示している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の多空胴クライストロン装置は、増幅された大出力の高周波信号を取り出す場合、大きな利得を得るために、通常、帯域を動作周波数の1%以下と狭くし単一周波数で動作するようにしている。
【0007】
しかし、Sバンドライナックは、2856MHzと2998MHzというように数%離れた2つの動作周波数が採用されている。このように2つの周波数で動作させる場合、たとえば、空胴の共振周波数を調整できるようにチューナーを空胴部分に設けている。しかし、空胴部分にチューナーを設けると、大出力化への対応が困難になる。そのため、動作周波数が数%異なる大出力を得る場合は、それぞれが必要な動作周波数をもった複数の多空胴クライストロン装置が用いられている。
【0008】
この発明は、上記した欠点を解決するものであり、複数の動作周波数で動作する多空胴クライストロン装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の多空胴クライストロン装置は、それぞれが電子ビームを発生する複数の電子銃と、前記電子ビームとの相互作用で増幅する入力信号が入力し、かつ、それぞれの電子ビームごとに設けられ互いに結合した複数の入力空胴と、この入力空胴それぞれの電子ビームの進行側に位置し、電子ビームごとに少なくとも1個ずつ設けられ互いに結合した複数の中間空胴と、この中間空胴それぞれの電子ビームの進行側に電子ビームごとに設けられ、増幅した出力信号を取り出す互いに結合した複数の出力空胴と、前記電子ビームを捕捉するコレクタとを具備した多空胴クライストロン装置において、前記複数の出力空胴が、第1出力空胴および第2出力空胴の2個で構成され、前記第1出力空胴に結合した第1出力導波管が接続される第1分岐、および、前記第2出力空胴に結合した第2出力導波管が接続される第2分岐、前記第1分岐に入力する信号と前記第2分岐に入力する信号が同相で合成される第3分岐、前記第1分岐に入力する信号と前記第2分岐に入力する信号が逆相で合成される第4分岐を有するマジックTと、前記第3分岐および前記第4分岐にそれぞれ設けられ、互いに相違する周波数に対して整合が取れた出力窓とを設けている
【0010】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態について図1を参照して説明する。符号11A、11Bは、隣接して設けられ2つの電子銃である。そして、2つの電子銃11A、11Bが発生した電子ビームea、ebの進行方向に沿って、電子ビームごとにそれぞれ、入力信号が入力する入力空胴12A、12Bおよび3個の中間空胴13A、13B、増幅された信号を出力する出力空胴14A、14Bなどが配置されている。また、出力空胴14A、14Bの先に、電子ビームを捕捉するコレクタ15A、15Bが設けられている。
【0011】
入力空胴12A、12Bの一方、たとえば入力空胴12Aには、増幅する高周波信号を入力する入力結合ループ16が設けられている。出力空胴14A、14Bの一方、たとえば出力空胴14Aには、増幅した高周波信号を取り出すための出力導波管17が接続されている。また、出力導波管17の一部には、クライストロン内部を真空気密に保ち、高周波出力を透過する出力窓18が設けられている。
【0012】
また、一方の電子ビームeaの進行方向に沿って位置する入力空胴12Aと中間空胴13A間、中間空胴13Aどうし、中間空胴13Aと出力空胴14A間は、それぞれドリフト管Daで連結されている。また、他方の電子ビームebの進行方向に沿って位置する入力空胴12Bと中間空胴13B間、中間空胴13Bどうし、中間空胴13Bと出力空胴14B間も、それぞれドリフト管Dbで連結されている。そして、一方の電子ビームeaの進行方向に沿って配置される入力空胴12Aおよび中間空胴13A、出力空胴14Aと、他方の電子ビームebの進行方向に沿って配置される入力空胴12Bおよび中間空胴13B、出力空胴14Bとは、それぞれ対応する空胴どうしが電子ビームの進行方向、すなわち管軸方向に同じ位置に配置されている。
【0013】
そして、同じ位置の空胴どうしは、結合口を介して結合した構造になっている。なお、なお、符号M1、M2は管軸を示している。
【0014】
ここで、同じ位置の空胴どうしが結合する模様について図2を参照して説明する。図2(a)は、空胴部分を電子ビームの方向から見た図で、符号Pは、一方の電子ビームeaの進行方向に沿って配置される空胴を示し、符号Qは、他方の電子ビームebの進行方向に沿って配置される空胴を示している。空胴Pと空胴Qは管軸方向に同じ位置に配置されている。そして、空胴Pと空胴Qは結合口Cを介して結合されている。なお、符号Gは空胴部分に位置するギャップ管である。
【0015】
上記した構成において、増幅する高周波信号が入力結合ループ16を通して入力空胴12A、12Bに入力する。入力した高周波信号は、入力空胴12A、12Bのギャップ管に電界を発生させる。この電界によって電子ビームea、ebは速度変調をうける。電子ビームea、ebの速度変調は入力信号の周波数に対応しており、電子ビームea、ebは中間空胴の電磁界と相互作用しながら、出力空胴14A、14B方向に進む。そして、増幅された出力信号が出力空胴14A、14Bから出力導波管17に出力される。その後、増幅された出力信号は、出力導波管17に設けられた出力窓18を通して、管外に取り出される。
【0016】
ところで、上記の多空胴クライストロン装置は、2つの電子ビームea、ebに沿って同じ位置に配置された空胴どうしが互いに結合している。この場合、同じ位置の空胴部分に、図2(b)に示すように周波数がf1 のゼロモードと、図2(c)に示すように周波数がf2 のπモードの2つの共振モードが発生する。なお、図の(b)、(c)の横軸は、同じ位置の空胴どうしの中心を結ぶ方向(L)を示し、縦軸は電界の大きさ(E)を示している。
【0017】
図2(b)に示したゼロモードは、2つの空胴P、Qの中心部分で電界が最大となり、かつ、両者の電界は同位相になっている。図2(c)に示したπモードは、2つの空胴P、Qの中心で電界が最大となり、両者の電界は位相が180度異なっている。この場合、ゼロモードの共振周波数f0 、πモードの共振周波数fπは、それぞれの空胴の固有の共振周波数fが同じで、結合係数をkとして場合、以下の式で表される。
f0 =(1−k)×f
fπ=(1+k)×f
したがって、それぞれの空胴の固有の共振周波数f、および、空胴間の結合係数kを所定の値に選定すれば、f0 、fπの値を任意に決定できる。また、この場合、周波数f0 、fπをそれぞれ、離調した2つの動作周波数f1 、f2 (f1 <f2 )に対応させれば、複数の異なる周波数で動作する多空胴クライストロン装置が実現される。
【0018】
たとえば、入力空胴に低い動作周波数f1 を励振すると、各空胴はゼロモードで励振される。この場合、2つの電子ビームは同位相でバンチングされ、中間空胴や出力空胴に同位相で入射し、各中間空胴および出力空胴はゼロモードで励振される。その結果、ゼロモードの共振周波数で速度変調され、出力空胴において高周波にエネルギー変換される。
【0019】
また、入力空胴に高い動作周波数f2 を励振すると、各空胴はπモードで励振される。この場合、2つの電子ビームは逆位相でバンチングされ、中間空胴や出力空胴に逆位相で入射し、各中間空胴および出力空胴はπモードで励振される。その結果、πモードの共振周波数で速度変調され、出力空胴において高周波にエネルギー変換される。
【0020】
なお、上記した2つの動作モードの出力を取り出す方法としては、たとえば、2つの動作モードに対してそれぞれ整合した出力窓を設け、2つの動作モードの信号をそれぞれ整合した出力窓から取り出す方法がある。また、2つの出力空胴にそれぞれアイリスを設けて2つの出力空胴から出力を取り出し、そして、それぞれの出力空胴から同じ電気長の位置に接続したマジックTを利用して、各動作モードの出力を取り出す方法がある。
【0021】
ここで、2つの動作モードの出力をマジックTを用いて取り出す方法について、出力空胴の近傍を抜き出して示した図3を参照して説明する。図3では、図1に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【0022】
図3(a)に示すように、一方の出力空胴14Aに第1出力導波管17Aが接続され、他方の出力空胴14Bに第2出力導波管17Bが接続されている。また、図3(b)はマジックT31の構造を概略的に示したもので、第1出力導波管17Aは、マジックT31の第1分岐311に接続され、第2出力導波管17Bは第2分岐312に接続されている。
【0023】
なお、マジックT31は、第3分岐313には、第1分岐311と第2分岐312の入力が同相で合成されて出力し、第4分岐314には、第1分岐311と第2分岐312の入力が逆相で合成されて出力する構成になっている。
【0024】
したがって、ゼロモード動作の場合は、第1分岐311と第2分岐312の入力が同相であるため、第3分岐313に合成されて出力され、第4分岐314には出力しない。また、πモード動作の場合は、第1分岐311と第2分岐312の入力が逆相であるため、第4分岐314に合成されて出力され、第3分岐313には出力しない。
【0025】
この場合、ゼロモード動作の出力を取り出す第3分岐313に、動作周波数f1 と整合のとれた開口面積や厚さを有する出力窓W1を設け、また、πモード動作の出力を取り出す第4分岐314に、動作周波数f2 と整合のとれた開口面積や厚さを有する出力窓W2を設ければ、各モード動作の出カを効率的に取り出すことができる。この場合、図1で、出力導波管17部分に設けられた出力窓18に要求されるような広帯域特性が不要となる。
【0026】
上記した構成によれば、利得や動作効率を低下させることなく、2つの異なる周波数で動作する多空胴クライストロン装置を実現できる。
【0027】
なお、上記の実施形態では、2つの電子ビームを利用する場合で説明している。しかし、この発明は、3個以上の電子ビームを利用することもできる。この場合、それぞれの電子ビームに沿って同じ位置に配置される空胴どうしが結合口を介して互いに結合される。また、この場合、3個以上で結合する空胴による動作モードをもつ多空胴クライストロン装置が得られる。また、発生する電子ビームの数を多くすると、同じ出力を得る場合に、電子銃に印加する電圧を低くでき、その分、電源を小型化できる。また、この発明では、空胴部分などにチューナを用いないため、大出力化に容易に対応できる。また、中間空胴は複数である必要はなく1個で構成することもできる。
【0028】
【発明の効果】
この発明によれば、利得や動作効率を低下させずに、複数の異なる周波数で動作する多空胴クライストロン装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を説明するための概略の構造図である。
【図2】本発明の空胴の一部を抜き出して示した概略の構造図、および、空胴部分における電界分布を説明するための特性図である。
【図3】本発明の他の実施形態を説明するための概略の構造図である。
【図4】従来例を示す概略の構造図である。
【図5】従来例の空胴の一部を抜き出して示した概略の構造図、および、空胴部分における電界分布を説明するための特性図である。
【符号の説明】
11A、11B…電子銃
12A、12B…入力空胴
13A、13B…中間空胴
14A、14B…出力空胴
15A、15B…コレクタ
16…入力結合ループ
17…出力導波管
18…出力窓
ea、eb…電子ビーム
Da、Db…ドリフト管
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-cavity klystron apparatus that operates at a plurality of discrete frequencies.
[0002]
[Prior art]
A multi-cavity klystron apparatus is an apparatus that amplifies a high-frequency signal by utilizing an interaction with an electron beam, and is used for amplifying a high-frequency signal such as a microwave.
[0003]
Here, a conventional klystron apparatus will be described with reference to FIG. Reference numeral 41 denotes an electron gun, and an input cavity 42 and three intermediate cavities 43, an output cavity 44, and a collector for capturing the electron beam e along the traveling direction of the electron beam e generated by the electron gun 41. 45 etc. are provided. The input cavity 42 is provided with an input coupling loop 46 for inputting a high frequency signal to be amplified. An output waveguide 47 for extracting the amplified high frequency signal is connected to the output cavity 44. In addition, an output window 48 is provided in a part of the output waveguide 45 to keep the inside of the klystron vacuum-tight and transmit high-frequency output. Further, a drift pipe D is connected between the input cavity 42 and the intermediate cavity 43, between the intermediate cavities 43, and between the intermediate cavity 43 and the output cavity 44. Moreover, the code | symbol M has shown the pipe axis.
[0004]
In the configuration described above, a high frequency signal is input to the input cavity 42 through the input coupling loop 46. The input high-frequency signal is amplified by interaction with the electron beam e, output from the output cavity 44 to the output waveguide 47, and taken out through the output window 48.
[0005]
FIG. 5A is a view of the cavity portion viewed from the traveling direction of the electron beam, and reference numeral G denotes a gap tube positioned in the cavity portion. FIG. 5B shows the electric field distribution in the cavity portion. The horizontal axis represents the diameter direction (L) of the cavity, and the vertical axis represents the electric field strength (E).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional multi-cavity klystron apparatus, in order to obtain a large gain when taking out an amplified high-power high-frequency signal, the band is usually narrowed to 1% or less of the operating frequency so as to operate at a single frequency. Yes.
[0007]
However, the S-band linac employs two operating frequencies separated by several percent, such as 2856 MHz and 2998 MHz. When operating at two frequencies in this way, for example, a tuner is provided in the cavity so that the resonant frequency of the cavity can be adjusted. However, if a tuner is provided in the cavity portion, it becomes difficult to cope with a large output. Therefore, in order to obtain a large output whose operating frequency differs by several percent, a plurality of multi-cavity klystron apparatuses each having a necessary operating frequency are used.
[0008]
The present invention solves the above-described drawbacks, and an object thereof is to provide a multi-cavity klystron apparatus that operates at a plurality of operating frequencies.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The multi-cavity klystron apparatus according to the present invention receives a plurality of electron guns each generating an electron beam and an input signal amplified by the interaction with the electron beam, and is provided for each electron beam. A plurality of coupled input cavities, a plurality of intermediate cavities positioned on the traveling side of the electron beam of each of the input cavities and coupled to each other by at least one for each electron beam; and In a multi-cavity klystron apparatus comprising a plurality of output cavities provided for each electron beam on the traveling side of the electron beam and coupled to each other for extracting an amplified output signal, and a collector for capturing the electron beam . A first branch having two output cavities, a first output cavity and a second output cavity, to which a first output waveguide coupled to the first output cavity is connected. And a second branch to which a second output waveguide coupled to the second output cavity is connected, a signal input to the first branch and a signal input to the second branch are synthesized in phase. A magic T having a fourth branch in which a signal input to the branch, the signal input to the first branch, and a signal input to the second branch are combined in opposite phases; and the third branch and the fourth branch, respectively, An output window matched to different frequencies is provided .
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Reference numerals 11A and 11B are two electron guns provided adjacent to each other. Then, along the traveling directions of the electron beams ea and eb generated by the two electron guns 11A and 11B, the input cavities 12A and 12B and the three intermediate cavities 13A and the input cavities are input for each electron beam. 13B and output cavities 14A and 14B for outputting the amplified signals are arranged. Further, collectors 15A and 15B for capturing an electron beam are provided at the ends of the output cavities 14A and 14B.
[0011]
One of the input cavities 12A and 12B, for example, the input cavity 12A, is provided with an input coupling loop 16 for inputting a high-frequency signal to be amplified. One of the output cavities 14A and 14B, for example, the output cavity 14A, is connected to an output waveguide 17 for extracting an amplified high frequency signal. In addition, an output window 18 is provided in part of the output waveguide 17 to keep the inside of the klystron vacuum-tight and to transmit a high-frequency output.
[0012]
Further, a drift pipe Da connects the input cavity 12A and the intermediate cavity 13A positioned along the traveling direction of one electron beam ea, the intermediate cavity 13A, and the intermediate cavity 13A and the output cavity 14A. Has been. Further, the drift tube Db connects the input cavity 12B and the intermediate cavity 13B positioned along the traveling direction of the other electron beam eb, the intermediate cavities 13B, and the intermediate cavity 13B and the output cavity 14B. Has been. Then, the input cavity 12A and the intermediate cavity 13A and the output cavity 14A arranged along the traveling direction of one electron beam ea, and the input cavity 12B disposed along the traveling direction of the other electron beam eb. In the intermediate cavity 13B and the output cavity 14B, the corresponding cavities are arranged at the same position in the traveling direction of the electron beam, that is, in the tube axis direction.
[0013]
The cavities at the same position are coupled to each other through a coupling port. Note that reference numerals M1 and M2 denote tube axes.
[0014]
Here, a pattern in which cavities at the same position are combined will be described with reference to FIG. FIG. 2 (a) is a view of the cavity portion viewed from the direction of the electron beam. Reference symbol P indicates a cavity arranged along the traveling direction of one electron beam ea, and reference symbol Q indicates the other. A cavity disposed along the traveling direction of the electron beam eb is shown. The cavity P and the cavity Q are arranged at the same position in the tube axis direction. The cavity P and the cavity Q are coupled through a coupling port C. Reference symbol G denotes a gap tube located in the cavity portion.
[0015]
In the configuration described above, the high frequency signal to be amplified is input to the input cavities 12A and 12B through the input coupling loop 16. The input high frequency signal generates an electric field in the gap tubes of the input cavities 12A and 12B. The electron beams ea and eb are subjected to velocity modulation by this electric field. The velocity modulation of the electron beams ea and eb corresponds to the frequency of the input signal, and the electron beams ea and eb travel in the direction of the output cavities 14A and 14B while interacting with the electromagnetic field of the intermediate cavity. The amplified output signal is output to the output waveguide 17 from the output cavities 14A and 14B. Thereafter, the amplified output signal is taken out of the tube through an output window 18 provided in the output waveguide 17.
[0016]
By the way, in the multi-cavity klystron apparatus described above, cavities arranged at the same position along the two electron beams ea and eb are coupled to each other. In this case, two resonance modes are generated in the cavity portion at the same position, as shown in FIG. 2B, a zero mode having a frequency of f1, as shown in FIG. 2C, and a π mode having a frequency of f2, as shown in FIG. To do. The horizontal axes of (b) and (c) in the figure indicate the direction (L) connecting the centers of the cavities at the same position, and the vertical axis indicates the magnitude (E) of the electric field.
[0017]
In the zero mode shown in FIG. 2B, the electric field is maximized at the central portion of the two cavities P and Q, and both electric fields are in phase. In the π mode shown in FIG. 2C, the electric field is maximum at the centers of the two cavities P and Q, and the phases of the electric fields are 180 degrees different from each other. In this case, the resonance frequency f0 of the zero mode and the resonance frequency fπ of the π mode are expressed by the following equations when the resonance frequency f unique to each cavity is the same and the coupling coefficient is k.
f0 = (1-k) * f
fπ = (1 + k) × f
Therefore, if the resonance frequency f and the coupling coefficient k between the cavities are set to predetermined values, the values of f0 and fπ can be arbitrarily determined. In this case, if the frequencies f0 and fπ are made to correspond to the two detuned operating frequencies f1 and f2 (f1 <f2), a multi-cavity klystron apparatus that operates at a plurality of different frequencies can be realized.
[0018]
For example, when a low operating frequency f1 is excited in the input cavity, each cavity is excited in zero mode. In this case, the two electron beams are bunched in the same phase and enter the intermediate cavity and the output cavity in the same phase, and each intermediate cavity and the output cavity are excited in the zero mode. As a result, velocity modulation is performed at the resonance frequency of the zero mode, and energy is converted to a high frequency in the output cavity.
[0019]
When a high operating frequency f2 is excited in the input cavity, each cavity is excited in the π mode. In this case, the two electron beams are bunched in opposite phases and enter the intermediate cavity and the output cavity in opposite phases, and each intermediate cavity and output cavity are excited in the π mode. As a result, velocity modulation is performed at the resonance frequency of the π mode, and energy is converted to a high frequency in the output cavity.
[0020]
As a method of extracting the outputs of the two operation modes described above, for example, there is a method of providing output windows that are matched to the two operation modes and taking out the signals of the two operation modes from the matched output windows, respectively. . In addition, each of the two output cavities is provided with irises, and outputs are taken out from the two output cavities, and the magic T connected to the same electrical length position from each output cavity is used for each operation mode. There is a way to extract the output.
[0021]
Here, a method of taking out the outputs of the two operation modes using the magic T will be described with reference to FIG. 3 showing the vicinity of the output cavity. In FIG. 3, parts corresponding to those in FIG.
[0022]
As shown in FIG. 3A, the first output waveguide 17A is connected to one output cavity 14A, and the second output waveguide 17B is connected to the other output cavity 14B. FIG. 3B schematically shows the structure of the magic T31. The first output waveguide 17A is connected to the first branch 311 of the magic T31, and the second output waveguide 17B is the first output waveguide 17B. It is connected to the two branch 312.
[0023]
In addition, the magic T31 combines and outputs the inputs of the first branch 311 and the second branch 312 in the same phase to the third branch 313, and outputs the first branch 311 and the second branch 312 to the fourth branch 314. The input is synthesized in reverse phase and output.
[0024]
Therefore, in the case of the zero mode operation, since the inputs of the first branch 311 and the second branch 312 are in phase, they are synthesized and output to the third branch 313 and are not output to the fourth branch 314. In the case of π mode operation, since the inputs of the first branch 311 and the second branch 312 are in reverse phase, they are synthesized and output to the fourth branch 314 and are not output to the third branch 313.
[0025]
In this case, an output window W1 having an opening area and thickness matched with the operating frequency f1 is provided in the third branch 313 for extracting the output of the zero mode operation, and the fourth branch 314 for extracting the output of the π mode operation. Further, if an output window W2 having an opening area and thickness matched with the operating frequency f2 is provided, the output of each mode operation can be taken out efficiently. In this case, in FIG. 1, the broadband characteristic required for the output window 18 provided in the output waveguide 17 portion becomes unnecessary.
[0026]
According to the above-described configuration, a multi-cavity klystron apparatus that operates at two different frequencies can be realized without reducing gain and operating efficiency.
[0027]
In the above embodiment, the case where two electron beams are used has been described. However, the present invention can use three or more electron beams. In this case, cavities arranged at the same position along each electron beam are coupled to each other through the coupling port. Further, in this case, a multi-cavity klystron apparatus having an operation mode with cavities coupled by three or more is obtained. Further, when the number of generated electron beams is increased, the voltage applied to the electron gun can be lowered when the same output is obtained, and the power source can be reduced in size accordingly. In the present invention, since a tuner is not used for the cavity portion or the like, it is possible to easily cope with an increase in output. Further, the intermediate cavity does not need to be plural, and can be constituted by one.
[0028]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to realize a multi-cavity klystron apparatus that operates at a plurality of different frequencies without degrading gain and operating efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic structural diagram for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic structural diagram showing a part of a cavity according to the present invention, and a characteristic diagram for explaining an electric field distribution in the cavity portion.
FIG. 3 is a schematic structural diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic structural diagram showing a conventional example.
FIG. 5 is a schematic structural diagram showing a part of a cavity of a conventional example, and a characteristic diagram for explaining an electric field distribution in the cavity.
[Explanation of symbols]
11A, 11B ... Electron guns 12A, 12B ... Input cavities 13A, 13B ... Intermediate cavities 14A, 14B ... Output cavities 15A, 15B ... Collector 16 ... Input coupling loop 17 ... Output waveguide 18 ... Output windows ea, eb ... Electron beams Da, Db ... Drift tube

Claims (2)

それぞれが電子ビームを発生する複数の電子銃と、前記電子ビームとの相互作用で増幅する入力信号が入力し、かつ、それぞれの電子ビームごとに設けられ互いに結合した複数の入力空胴と、この入力空胴それぞれの電子ビームの進行側に位置し、電子ビームごとに少なくとも1個ずつ設けられ互いに結合した複数の中間空胴と、この中間空胴それぞれの電子ビームの進行側に電子ビームごとに設けられ、増幅した出力信号を取り出す互いに結合した複数の出力空胴と、前記電子ビームを捕捉するコレクタとを具備した多空胴クライストロン装置において、前記複数の出力空胴が、第1出力空胴および第2出力空胴の2個で構成され、前記第1出力空胴に結合した第1出力導波管が接続される第1分岐、および、前記第2出力空胴に結合した第2出力導波管が接続される第2分岐、前記第1分岐に入力する信号と前記第2分岐に入力する信号が同相で合成される第3分岐、前記第1分岐に入力する信号と前記第2分岐に入力する信号が逆相で合成される第4分岐を有するマジックTと、前記第3分岐および前記第4分岐にそれぞれ設けられ、互いに相違する周波数に対して整合が取れた出力窓とを設けた多空胴クライストロン装置A plurality of electron guns each generating an electron beam, an input signal amplified by the interaction with the electron beam, and a plurality of input cavities provided for each electron beam and coupled to each other; A plurality of intermediate cavities located on the electron beam traveling side of each input cavity and connected to each other at least one for each electron beam, and for each electron beam on the electron beam traveling side of each of the intermediate cavities A multi-cavity klystron apparatus comprising a plurality of output cavities coupled to each other for extracting an amplified output signal and a collector for capturing the electron beam , wherein the plurality of output cavities are first output cavities. A first branch connected to a first output waveguide coupled to the first output cavity, and coupled to the second output cavity. A second branch to which a two-output waveguide is connected; a signal that is input to the first branch; a signal that is input to the second branch; a third branch that is combined in phase; a signal that is input to the first branch; A magic T having a fourth branch in which a signal input to the second branch is synthesized in reverse phase, and an output window provided in each of the third branch and the fourth branch and matched to different frequencies. A multi-cavity klystron device . それぞれの電子ビームごとに設けられる入力空胴および中間空胴、出力空胴が、それぞれ管軸方向に互いに同じ位置に配置されている請求項1記載の多空胴クライストロン装置。The multi-cavity klystron apparatus according to claim 1 , wherein an input cavity, an intermediate cavity, and an output cavity provided for each electron beam are arranged at the same position in the tube axis direction .
JP18395899A 1999-06-29 1999-06-29 Multi-cavity klystron device Expired - Fee Related JP4342043B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18395899A JP4342043B2 (en) 1999-06-29 1999-06-29 Multi-cavity klystron device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18395899A JP4342043B2 (en) 1999-06-29 1999-06-29 Multi-cavity klystron device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001015043A JP2001015043A (en) 2001-01-19
JP4342043B2 true JP4342043B2 (en) 2009-10-14

Family

ID=16144805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18395899A Expired - Fee Related JP4342043B2 (en) 1999-06-29 1999-06-29 Multi-cavity klystron device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4342043B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6360084B1 (en) * 1999-11-03 2002-03-19 The Boeing Company Dual-band RF power tube with shared collector and associated method
JP2007234344A (en) 2006-02-28 2007-09-13 Toshiba Corp Microwave tube
CN113725053B (en) * 2021-09-02 2024-03-26 中国科学院空天信息创新研究院 Plane cascade klystron

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001015043A (en) 2001-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS61118936A (en) Beam tube having density and speed modulation
US5469022A (en) Extended interaction output circuit using modified disk-loaded waveguide
JP4342043B2 (en) Multi-cavity klystron device
Chen et al. An extended interaction oscillator based on a complex resonator structure
US2974252A (en) Low noise amplifier
US6313710B1 (en) Interaction structure with integral coupling and bunching section
JP4092027B2 (en) Plasma generator
US3375397A (en) Extended interaction klystron having inductive coupling means communicating between adjacent cavity resonators
JPS63274098A (en) Standing wave linear accelerator
US3192430A (en) Microwave amplifier for electromagnetic wave energy incorporating a fast and slow wave traveling wave resonator
JP4078307B2 (en) Electron beam tube equipment
US5162747A (en) Velocity modulation microwave amplifier with multiple band interaction structures
US3054964A (en) Low noise electron beam amplifier with low pump frequency
US5304942A (en) Extended interaction output circuit for a broad band relativistic klystron
USH1758H (en) Microwave amplifier having cross-polarized cavities
US2898507A (en) Electric travelling wave amplifiers
US5281894A (en) Dual cavity for a dual frequency gyrotron
Vanke Transverse electron-beam waves for microwave electronics
JP3131350B2 (en) Standing wave accelerator
JPH02265146A (en) Super high frequency oscillation tube
JPH0766749B2 (en) Super high frequency electron tube
Vlasenko et al. The Gain Analysis of the 345 GHz Traveling-Wave Amplifier with Nonuniform Grating
JPH01264200A (en) Standing wave linear accelerator
Ostovar et al. Simulation study for efficiency optimization of multi-beam klystron output cavity
JP2002203488A (en) Multi-cavity klystron device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060427

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060519

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090317

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090518

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090609

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090707

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120717

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120717

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130717

Year of fee payment: 4

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees