JPH01186735A - ジャイロトロン発振管 - Google Patents
ジャイロトロン発振管Info
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- JPH01186735A JPH01186735A JP752488A JP752488A JPH01186735A JP H01186735 A JPH01186735 A JP H01186735A JP 752488 A JP752488 A JP 752488A JP 752488 A JP752488 A JP 752488A JP H01186735 A JPH01186735 A JP H01186735A
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- silicon carbide
- gyrotron
- beam tunnel
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、核融合炉のプラズマなどを加熱する大電力の
ミリ波帯の−ＦＩＥａｉ波を発生するジャイロトロン発
振管ｆこ関する。
ミリ波帯の−ＦＩＥａｉ波を発生するジャイロトロン発
振管ｆこ関する。
（従来の技術〉
近年、核自合炉のプラズマ等を加熱するＶ）＃こ電磁は
を用いる方法が検討されており、この電ｆｆｌ波を発生
するものとして、ジャイロトロン発振管が開発されてい
る。従来リジャイロトロン発振管の構成を第２図に示す
０図において、１はマグネトロン入射電子銃（ＭＩＧ）
、２はビームトンネル。
を用いる方法が検討されており、この電ｆｆｌ波を発生
するものとして、ジャイロトロン発振管が開発されてい
る。従来リジャイロトロン発振管の構成を第２図に示す
０図において、１はマグネトロン入射電子銃（ＭＩＧ）
、２はビームトンネル。
３は空胴４とテーパ導波管５から構成される高周波１回
路、６はコレクタ、７は出力窓８と出力導波管９から構
成される出力窓部である。ｔた。１０はマグネット、１
１はヒータ１源、１２は高圧電源である。ＭＩＧｌから
出力された電子ビームは。
路、６はコレクタ、７は出力窓８と出力導波管９から構
成される出力窓部である。ｔた。１０はマグネット、１
１はヒータ１源、１２は高圧電源である。ＭＩＧｌから
出力された電子ビームは。
マグネット１０で発生されるミラー磁界のもとてサイク
ロトロン運動を行いながら、ビームトンネル２を通過し
て空胴４に入射する。空胴４で、高周波電磁界と相互作
用を行い、電子ビームはエネルギーを失いながらテーパ
導波管５を通してコレクタ６にいたる、このとき、空８
ｔｉｌ ４に２いて゛１子ビームと高周波電磁界の相互
作用によって得られた出力は、コレクタ６を通して出力
窓部７にいたり、外部に取出される。また、ＭＩＧｌに
は、電子ビームを所定のエネルギーＩこ加速するための
負電圧が高周波回路３に対して、高圧４源１２によりて
印加される。ヒーター源１１はＭＩＧＩのカソードをｖ
Ｏ熱するためのものである。
ロトロン運動を行いながら、ビームトンネル２を通過し
て空胴４に入射する。空胴４で、高周波電磁界と相互作
用を行い、電子ビームはエネルギーを失いながらテーパ
導波管５を通してコレクタ６にいたる、このとき、空８
ｔｉｌ ４に２いて゛１子ビームと高周波電磁界の相互
作用によって得られた出力は、コレクタ６を通して出力
窓部７にいたり、外部に取出される。また、ＭＩＧｌに
は、電子ビームを所定のエネルギーＩこ加速するための
負電圧が高周波回路３に対して、高圧４源１２によりて
印加される。ヒーター源１１はＭＩＧＩのカソードをｖ
Ｏ熱するためのものである。
（発明が解決しようとする課題）
以上、説明したジャイロトロン発振管においては、空胴
４はビームトンネル２測とテーパ導あ管５測に開孔した
円形開孔空胴で、空胴内に励振する発振モードとして円
形導波管内の伝送モードであるＴＥｍｎモードの高次モ
ードが使用されている。
４はビームトンネル２測とテーパ導あ管５測に開孔した
円形開孔空胴で、空胴内に励振する発振モードとして円
形導波管内の伝送モードであるＴＥｍｎモードの高次モ
ードが使用されている。
例えば、６０ＧＨｚの周波数を発振するジャイロトロン
発振管では、ＴＥＱ２モードが１００ＧＨｚ以上で１０
０〜２００ｋＷ程度の発振出力をもつジャイロトロン発
振管では、ＴＥＯ３またはＴＥＯ４モードが使用されて
いる。ｉた。１００ＧＨｚ以上の周波数で５００〜１０
００ｋＷの発振出力が得られるジャイロトロン発振管に
は、ＴＥ１２，２や’ｆ’Ｅ１５，２などのウィスパリ
ングギヤラリ−モードの使用が有望視されている。これ
らの発振モードに対して、望胴４のビームトンネル画の
開孔部は遮断条件を満足するように構成されているが、
空胴４のテーパ部やテーパ４彼□ｄ ５などでモード変
換によって生じた＠損モードよりも低次のモードはこの
開孔部で遮断条件を満たさないため、ビームトンネル２
側に漏れ出る。この漏れ電磁波はビームトンネルを伝ば
んし、ＭＩＧｌに入射し、ＭＩＧＩＯカソードを加熱す
る０通常、ジャイロトロン発振管のカソードは温度制御
領域で動作するため、ａれ電磁波による加熱によって、
出射電子ビームのビーム電流は不安定になり、長パルス
動作や連続動作が困難になる。そこで、従来のジャイロ
トロン発振管では、第３図に示すように、ビームトンネ
ル２にリング状の高周波損失の大きいセラミックス１３
を装荷し、空胴４からの漏れ電磁波を吸収するようにし
ている。ところが、セラミックス１３は熱伝導性が悪い
ため、ウィスパリングギヤラリ−そ−ドを使用する大電
力のジャイロトロン発振管では、漏れ′！！磁波の吸収
電力によりて、セラミックス１３が熱的に５１！ｌ！さ
れる間咀が生じる。
発振管では、ＴＥＱ２モードが１００ＧＨｚ以上で１０
０〜２００ｋＷ程度の発振出力をもつジャイロトロン発
振管では、ＴＥＯ３またはＴＥＯ４モードが使用されて
いる。ｉた。１００ＧＨｚ以上の周波数で５００〜１０
００ｋＷの発振出力が得られるジャイロトロン発振管に
は、ＴＥ１２，２や’ｆ’Ｅ１５，２などのウィスパリ
ングギヤラリ−モードの使用が有望視されている。これ
らの発振モードに対して、望胴４のビームトンネル画の
開孔部は遮断条件を満足するように構成されているが、
空胴４のテーパ部やテーパ４彼□ｄ ５などでモード変
換によって生じた＠損モードよりも低次のモードはこの
開孔部で遮断条件を満たさないため、ビームトンネル２
側に漏れ出る。この漏れ電磁波はビームトンネルを伝ば
んし、ＭＩＧｌに入射し、ＭＩＧＩＯカソードを加熱す
る０通常、ジャイロトロン発振管のカソードは温度制御
領域で動作するため、ａれ電磁波による加熱によって、
出射電子ビームのビーム電流は不安定になり、長パルス
動作や連続動作が困難になる。そこで、従来のジャイロ
トロン発振管では、第３図に示すように、ビームトンネ
ル２にリング状の高周波損失の大きいセラミックス１３
を装荷し、空胴４からの漏れ電磁波を吸収するようにし
ている。ところが、セラミックス１３は熱伝導性が悪い
ため、ウィスパリングギヤラリ−そ−ドを使用する大電
力のジャイロトロン発振管では、漏れ′！！磁波の吸収
電力によりて、セラミックス１３が熱的に５１！ｌ！さ
れる間咀が生じる。
この発明は、上述した欠点を改良するもので。
空胴からの湿れ電磁波を十分に吸収し、ＭＩＧに入射す
る電磁波電力を減衰してカソードの加熱を防ぎ、以て、
長パルス吻作、連続動作を容易に行なえるジャイロトロ
ン発振管を提供することにある。
る電磁波電力を減衰してカソードの加熱を防ぎ、以て、
長パルス吻作、連続動作を容易に行なえるジャイロトロ
ン発振管を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
この発明の要点は、ビームトンネルに、金属やカーボン
などの熱伝導性の良い材質０円筒の内面に炭化珪素をコ
ーティングした円形導波管を装荷することｉこある。
などの熱伝導性の良い材質０円筒の内面に炭化珪素をコ
ーティングした円形導波管を装荷することｉこある。
（作用）
このように構成されたジャイロトロン発振管においては
、空胴から漏れ出た電磁波は高周波損失の大きい炭化珪
素のコーティング層で吸収される。
、空胴から漏れ出た電磁波は高周波損失の大きい炭化珪
素のコーティング層で吸収される。
このコーティング層は薄いため、吸収によりて発生する
熱は母材の金属等に速やかに拡散する。したがりて、こ
の母材を冷却することで、大きな漏れ電磁波電力に対し
ても、十分に吸収することが可能になる。また、コーテ
ィング層の膜厚を変えることによりて、電磁波の吸収率
を容易に制御できるため、ジャイロトロン発弧・Ｓの発
振モードに合わせて、ビームトンネルを自山蛋こ構成で
きる利点もある。
熱は母材の金属等に速やかに拡散する。したがりて、こ
の母材を冷却することで、大きな漏れ電磁波電力に対し
ても、十分に吸収することが可能になる。また、コーテ
ィング層の膜厚を変えることによりて、電磁波の吸収率
を容易に制御できるため、ジャイロトロン発弧・Ｓの発
振モードに合わせて、ビームトンネルを自山蛋こ構成で
きる利点もある。
（実施例）
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。なお、従来装
置とその構成が同一の部分については、同一符号をつけ
てその説明を省略する。第１図は本発明のジャイロトロ
ン発振管のビームトンネルの構成を示す、ビームトンネ
ル２には、内面に炭化珪素をコーティングしたモリブデ
ンの円形導波管１４が銅でできたハウジング１５にロー
付けされて配置されている。また、ノ）ウジング１４の
外側は冷却水で冷やされている。空＄４４から漏れ出た
電磁波は炭化珪素のコーティング層で吸収されるため、
ビームトンネルを通過して電子銃（ＭＩＧ）に入射しな
い、また、炭化珪素のコーティング層で発生した熱はモ
リブデンとノ・ウジングを通して冷却水によって除去さ
れる。いま、空胴４■発振モードとしてウィスパリング
ギヤラリ−モード装置Ｌ、２を考えると、１００ＧＨｚ
程度の周波数で５００ ｋＶＶの発振出力に対して、低
次モードのＴＥＩＩ、１モードが５０Ｗ程度ビームトン
ネル２−に漏れ出る０通常、電子銃のヒータ加熱電力は
１００〜２００ｋＷであるので、この漏れ電力を十分に
減衰させる必要がある。炭化珪素のコーティング層の厚
みを３００μｍ程度とると、直径２５ｍｍ程度のコーテ
ィング導波管において約２５７ｍの減衰率が得られるこ
とになり、第１図に示した構造のビームトンネルによっ
て、電子銃への入射電力をＩＷ以下にすることが可能で
ある。また、ノ１ウジング１４を十分に冷却することに
よりて、連続動作にも容易に耐えられるビームトンネル
を構成することができる。なお、上記の実施例では。
置とその構成が同一の部分については、同一符号をつけ
てその説明を省略する。第１図は本発明のジャイロトロ
ン発振管のビームトンネルの構成を示す、ビームトンネ
ル２には、内面に炭化珪素をコーティングしたモリブデ
ンの円形導波管１４が銅でできたハウジング１５にロー
付けされて配置されている。また、ノ）ウジング１４の
外側は冷却水で冷やされている。空＄４４から漏れ出た
電磁波は炭化珪素のコーティング層で吸収されるため、
ビームトンネルを通過して電子銃（ＭＩＧ）に入射しな
い、また、炭化珪素のコーティング層で発生した熱はモ
リブデンとノ・ウジングを通して冷却水によって除去さ
れる。いま、空胴４■発振モードとしてウィスパリング
ギヤラリ−モード装置Ｌ、２を考えると、１００ＧＨｚ
程度の周波数で５００ ｋＶＶの発振出力に対して、低
次モードのＴＥＩＩ、１モードが５０Ｗ程度ビームトン
ネル２−に漏れ出る０通常、電子銃のヒータ加熱電力は
１００〜２００ｋＷであるので、この漏れ電力を十分に
減衰させる必要がある。炭化珪素のコーティング層の厚
みを３００μｍ程度とると、直径２５ｍｍ程度のコーテ
ィング導波管において約２５７ｍの減衰率が得られるこ
とになり、第１図に示した構造のビームトンネルによっ
て、電子銃への入射電力をＩＷ以下にすることが可能で
ある。また、ノ１ウジング１４を十分に冷却することに
よりて、連続動作にも容易に耐えられるビームトンネル
を構成することができる。なお、上記の実施例では。
炭化珪素をコーティングする母材としてモリブデンをあ
げたが、熱伝導性の良い材質ならば何でもよ（１例えば
、無酸素鋼やカーボンでも同効果が得られることは言う
までもない。
げたが、熱伝導性の良い材質ならば何でもよ（１例えば
、無酸素鋼やカーボンでも同効果が得られることは言う
までもない。
以上述べたように、Ｔ−発明によれば、高周改損失の大
きい炭化珪素のコーティング層と熱伝導性の良い母材と
の組合わせによりて、大きな漏れ電磁波電力に対しても
、十分な吸収特性が得られるビームトンネルを構成でき
１ＭＩＧに入射する戒磁反電力を減衰してカソードの加
熱を防ぎ、以て。
きい炭化珪素のコーティング層と熱伝導性の良い母材と
の組合わせによりて、大きな漏れ電磁波電力に対しても
、十分な吸収特性が得られるビームトンネルを構成でき
１ＭＩＧに入射する戒磁反電力を減衰してカソードの加
熱を防ぎ、以て。
長パルス動作、連続動作を容易に行なえるジャイロトロ
ン発振管を提供することができる。
ン発振管を提供することができる。
第１図は１本発明のジャイロトロン発振管のビームトン
ネルを示す構造図、第２図はジャイロトロン発振管の構
成図、第３１は従来のジャイロトロン伯振管のビームト
ンネルの構造図である。 １・・・ＭＩＧ、２・・・ビームトンネル、３・・・高
周波回路、４・・・空胴、５・・・テーパ導波管、６・
・・コレクタ、７・・・出力窓部、８・・・出力窓、９
・・・出力導波管。 １０・・・マグネット、１１・・・ヒータ電源、１２・
・・高圧電源、１３・・・セラミックス、１４・・・炭
化珪素コーティング導波管、１５・・・／Ｓウジング。 代理人 弁理士 則 近 雁 佑 同 松山光之 リ １
ネルを示す構造図、第２図はジャイロトロン発振管の構
成図、第３１は従来のジャイロトロン伯振管のビームト
ンネルの構造図である。 １・・・ＭＩＧ、２・・・ビームトンネル、３・・・高
周波回路、４・・・空胴、５・・・テーパ導波管、６・
・・コレクタ、７・・・出力窓部、８・・・出力窓、９
・・・出力導波管。 １０・・・マグネット、１１・・・ヒータ電源、１２・
・・高圧電源、１３・・・セラミックス、１４・・・炭
化珪素コーティング導波管、１５・・・／Ｓウジング。 代理人 弁理士 則 近 雁 佑 同 松山光之 リ １
Claims (4)
- （１）中空の螺旋運動を行う電子ビームを形成し出射す
る電子銃と、この中空電子ビームに沿って円形テーパ導
波管と円筒空胴を含む高周波回路と、電子銃と高周波回
路を接続し中空電子ビームを高周波回路に導くためのビ
ームトンネルと、中空電子ビームを補促するコレクタが
配置され、このコレクタの先には出力窓とそれを支持す
る出力導波管が取付けられたジャイロトロン発振管にお
いて、前記ビームトンネルに炭化珪素を内面にコーティ
ングした導波管を装荷したことを特徴とするジャイロト
ロン発振管。 - （２）前記ビームトンネルに炭化珪素を内面にコーティ
ングした導波管を構成する材質として、無酸素銅を用い
たことを特徴とする請求項１記載のジャイロトロン発振
管。 - （３）前記ビームトンネルに炭化珪素を内面にコーティ
ングした導波管を構成する材質として、モリブデンを用
いたことを特徴とする請求項１記載のジャイロトロン発
振管。 - （４）前記ビームトンネルに炭化珪素を内面にコーティ
ングした導波管を構成する材質として、カーボンを用い
たことを特徴とする請求項１記載のジャイロトロン発振
管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP752488A JPH01186735A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | ジャイロトロン発振管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP752488A JPH01186735A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | ジャイロトロン発振管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01186735A true JPH01186735A (ja) | 1989-07-26 |
Family
ID=11668164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP752488A Pending JPH01186735A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | ジャイロトロン発振管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01186735A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03192633A (ja) * | 1989-12-21 | 1991-08-22 | Toshiba Corp | ジャイロトロン発振管 |
| KR100714222B1 (ko) * | 2003-09-26 | 2007-05-02 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 플라즈마 디스플레이 장치 및 그것에 이용하는 형광체의제조 방법 |
-
1988
- 1988-01-19 JP JP752488A patent/JPH01186735A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03192633A (ja) * | 1989-12-21 | 1991-08-22 | Toshiba Corp | ジャイロトロン発振管 |
| KR100714222B1 (ko) * | 2003-09-26 | 2007-05-02 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 플라즈마 디스플레이 장치 및 그것에 이용하는 형광체의제조 방법 |
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