JPH01189837A - Microwave tube - Google Patents
Microwave tubeInfo
- Publication number
- JPH01189837A JPH01189837A JP1491388A JP1491388A JPH01189837A JP H01189837 A JPH01189837 A JP H01189837A JP 1491388 A JP1491388 A JP 1491388A JP 1491388 A JP1491388 A JP 1491388A JP H01189837 A JPH01189837 A JP H01189837A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrons
- anode
- cathode
- vane
- section
- 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.)
- Pending
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 14
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 abstract description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は誘電加熱を行なう際のマイクロ波発生手段に利
用されるマイクロ波管に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a microwave tube used as a microwave generating means when performing dielectric heating.
従来の技術
従来のこの種のマイクロ波管の代表的なものはマグネト
ロンであった。マグネトロンは陰極部と加速電極を兼ね
た陽極部とが同心状に配された構成からなり電子作用空
間は直交電磁場が形成されている。陰極部より放出され
た電子はこの作用空間で旋回運動をしながら陰極の周囲
を周回する。BACKGROUND OF THE INVENTION A typical conventional microwave tube of this type was a magnetron. A magnetron has a structure in which a cathode part and an anode part which also serves as an accelerating electrode are arranged concentrically, and an orthogonal electromagnetic field is formed in the electron action space. Electrons emitted from the cathode part orbit around the cathode while making a circular motion in this action space.
この時旋回運動の角周波数と周回運動の角周波数の合計
はサイクロトロン角周波数に相当する。ところで電場の
ない一様磁場空間では電子はサイクロトロン角周波数で
回転することが知られている。At this time, the sum of the angular frequency of the swirling motion and the angular frequency of the circular motion corresponds to the cyclotron angular frequency. By the way, it is known that in a uniform magnetic field space without an electric field, electrons rotate at the cyclotron angular frequency.
弱ってマグネトロンにおける電子の周回運動は電場ある
いは陽極陰極間型圧によって生、するものであり、電圧
を高めるにつれて周回の角周波数は大きくなる。またマ
グネトロンはこの周回角周波数を陽極部が規定する角周
波数に同期させることによりa子の有するポテンシャル
エネルギをマイクしかしながらこのマグネトロンは以下
のことを実現するのが非常に困難である。その課題とは
低電圧駆動である。上記したことから陽極陰極間電圧を
低くすると電子の周回角周波数は小さくなる。The orbiting motion of electrons in a weak magnetron is generated by an electric field or anode-cathode pressure, and as the voltage increases, the angular frequency of the orbiting increases. Furthermore, the magnetron uses the potential energy of the a-child as a microphone by synchronizing the circulating angular frequency with the angular frequency defined by the anode part. However, it is very difficult to realize the following with this magnetron. The challenge is low voltage drive. From the above, when the voltage between the anode and the cathode is lowered, the orbiting angular frequency of electrons becomes smaller.
従って陽極部が規定する角周波数を小さくする必要があ
る。この角周波数w0 は発振周波数でと陽−2πf
極部の共振回路の数Nを用いると、Wo−/(N/2)
で与えられる。従ってず一定の条件下ではNを大きくす
る必要がある。陽極陰極間電圧をたとえば200ボルト
にした場合、Nは40以上のできる限り大きな数値が望
ましい。しかしこのような陽画部は設計できても製造す
ることが非常に困難である。従って従来のマイクロ波管
は低電圧駆動を行なうのに適した構造体とはなっていな
いという問題点を有していた。Therefore, it is necessary to reduce the angular frequency defined by the anode section. This angular frequency w0 is the oscillation frequency and +2πf. Using the number N of resonant circuits at the pole, Wo-/(N/2)
is given by Therefore, under certain conditions, it is necessary to increase N. When the anode-cathode voltage is, for example, 200 volts, N is preferably as large as possible, such as 40 or more. However, even if such a positive part can be designed, it is extremely difficult to manufacture. Therefore, the conventional microwave tube has a problem in that it does not have a structure suitable for low voltage driving.
本発明はかかる従来の問題点を解消した新規なマイクロ
波管を提供することを第1の目的とする。A first object of the present invention is to provide a new microwave tube that solves the problems of the conventional method.
また第2の目的は電子の有するポテンシャルエネルギを
効率よくマイクロ波エネルギに変換する構上記問題点を
解決するために本発明のマイクロ波管は陰極部と陽極部
を分前させた構成にしている。すなわち陽極円筒内に放
射状に配設した複数のベインでもって陽極部を形成しそ
の中央部に電子作用空間(陰極部は存在しない)を形成
する。The second purpose is to efficiently convert the potential energy of electrons into microwave energy.In order to solve the above problems, the microwave tube of the present invention has a structure in which the cathode part and the anode part are separated. . That is, a plurality of vanes arranged radially within an anode cylinder form an anode section, and an electron action space (no cathode section exists) is formed in the center of the anode section.
陰極部は電子作用空間と隔てて陽極円筒と同心状に配設
する。ベインの陰極部側は陽極円筒管軸に対して所定角
度の傾斜をもたせている。また陰極部は外形を電子作用
空間側に細くなる円錐形状とし、その周囲に陰極部と同
心状に加速電極を配設する。さらに陽極円筒の陽極部側
の一端には中央部が陽極円筒内側へ突出した構造の第1
のポールピースをまた他端には平面状構造の第2のポー
ルピースが設けられている。さらに各ポールピースに近
接して磁場発生手段が設けられている。The cathode section is separated from the electron action space and arranged concentrically with the anode cylinder. The cathode side of the vane is inclined at a predetermined angle with respect to the axis of the anode cylindrical tube. The cathode section has a conical outer shape that tapers toward the electron action space, and an accelerating electrode is arranged around it concentrically with the cathode section. Furthermore, at one end of the anode portion side of the anode cylinder, there is a first tube having a structure in which the center part protrudes inside the anode cylinder.
A second pole piece having a planar structure is provided at the other end of the pole piece. Furthermore, magnetic field generating means is provided adjacent to each pole piece.
作 用
本発明は上記した構成によって、陰極部と加速電極とが
作る空間は斜交した電磁場空間となる。Operation According to the above-described configuration of the present invention, the space created by the cathode section and the accelerating electrode becomes an oblique electromagnetic field space.
このため陰極より放出された電子は旋回運動と周回運動
を行なうがこの電子が加速電極に捕られないような電圧
に加速電極の電位を設定すると電子は旋回および周回運
動しながら磁場分布に沿ってらせん軌道を描きながら移
動する。ところで磁場分布は上記のポールピース構造に
することにより、陽極部側から陰極部側方向へ末広がり
の分布となる。従って電子のらせん軌道軸は徐々に陽極
円筒管軸に近くなる。この時らせん軌道のピッチも徐々
に小さくなる。このらせん軌道のピッチは作用空間入り
口附近では比較的大きいが、このピッチ角に応じたベイ
ン配設としたことにより効率よくエネルギ変換が行なわ
れる。陰極の全周から放出される電子はすべて同様の動
きをするので電子は陽極部の中心部に至るにつれて集中
することになる。これらの電子はその動きは旋回運動が
中心である。従ってこの電子の動きに同期させるための
陽極部の共振空胴数(すなわちベインの数)は10〜2
0で達成することができ低電圧駆動が実現できる。For this reason, the electrons emitted from the cathode perform swirling and orbiting motions, but if the potential of the accelerating electrode is set to a voltage that prevents these electrons from being captured by the accelerating electrode, the electrons will rotate and orbit along the magnetic field distribution. Moves in a spiral trajectory. By the way, by using the above pole piece structure, the magnetic field distribution becomes a distribution that widens from the anode side to the cathode side. Therefore, the axis of the helical orbit of the electron gradually approaches the axis of the anode cylindrical tube. At this time, the pitch of the helical orbit also gradually decreases. Although the pitch of this helical trajectory is relatively large near the entrance of the working space, energy conversion is performed efficiently by arranging the vanes in accordance with this pitch angle. Since all the electrons emitted from the entire circumference of the cathode move in the same way, the electrons become concentrated as they reach the center of the anode. The movement of these electrons is centered on swirling motion. Therefore, the number of resonant cavities (i.e., the number of vanes) in the anode section to synchronize the movement of electrons is 10 to 2.
This can be achieved with 0, and low voltage driving can be achieved.
実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。Example Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第1図、第2図において、1は陽極円筒で、この陽極円
筒の内部には複数のベイン2が放射状に配設されている
。このベイン2は陽極円筒の管軸に平行な部分3と管軸
に対して傾斜した部分4から構成されている。ベイン群
で囲まれた中央部分が電子作用空間5である。また陽極
円筒の管軸上に陽極円筒と同心状に陰極部6が配設され
る。この陰極部6の外形は電子作用空間5の方向へ細(
なった円錐形状である。また陰極部6と同心状に加速電
極部7が配設されている。陽極円筒のベインが配される
側の一端には中央部が陽極円筒内側へ突出した構造の第
1のポールピース8が、マタ他端には平面形状の第2の
ポールピース9が配されそれぞれのポールピースに近接
して第1の磁場発生手段10および第2の磁場発生手段
11が配設されている。また外部の磁気回路を形成する
ために継鉄12が配されている。このような磁気回路構
造によって陽極円筒内には第1図の点線で示した磁場分
布が形成される。加速電極部7の陰極部6に対面する部
位は、上記の磁場分布に対して電場方向がベイン側から
見て鋭角に交差するようにその構造が構成されている。In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes an anode cylinder, and a plurality of vanes 2 are arranged radially inside the anode cylinder. This vane 2 is composed of a portion 3 parallel to the tube axis of the anode cylinder and a portion 4 inclined to the tube axis. The central portion surrounded by the vane group is the electron action space 5. Further, a cathode section 6 is disposed concentrically with the anode cylinder on the tube axis of the anode cylinder. The external shape of this cathode section 6 is narrow (
It has a conical shape. Further, an accelerating electrode section 7 is arranged concentrically with the cathode section 6. At one end of the anode cylinder on the side where the vanes are arranged, there is a first pole piece 8 whose center part protrudes into the inside of the anode cylinder, and at the other end there is a second pole piece 9 having a planar shape. A first magnetic field generating means 10 and a second magnetic field generating means 11 are arranged adjacent to the pole piece. A yoke 12 is also provided to form an external magnetic circuit. With such a magnetic circuit structure, a magnetic field distribution shown by the dotted line in FIG. 1 is formed within the anode cylinder. The portion of the accelerating electrode section 7 facing the cathode section 6 is structured such that the direction of the electric field intersects the above magnetic field distribution at an acute angle when viewed from the vane side.
13は陽極に生じたマイクロ波を外部へ導出するアンテ
ナリード。13 is an antenna lead that guides the microwave generated at the anode to the outside.
14は出力アンテナ部である。14 is an output antenna section.
このような構成において、陰極部6より放出された電子
は陰極部と加速電極部間に存在する斜交の電磁場により
旋回運動および周回運動をする。In such a configuration, the electrons emitted from the cathode section 6 undergo swirling and circumferential motion due to the oblique electromagnetic field existing between the cathode section and the accelerating electrode section.
この時、加速電極の電位は電子を捕えない(実際わずか
に電子は捕えられる)電位(数百ボルト程度)に設定す
る。その結果電子は第2図に示すようならせん軌道15
を描いて磁場分布に沿いながら電子作用空間二方向へ移
動する。この時らせん軌道の軌軸は陽極円筒の管軸に徐
々に近づくとともにらせん軌道のピッチが徐々に小さく
なる。電子作用空間の入り口側(陰極部側)は出口側に
比べてらせん軌道のピッチがまだ十分小さくなっていな
い。このためこのような軌道上にある電子からマイクロ
波エネルギを効率よく生じさせるためにそのピッチに対
応した傾斜をベインにもたせている。ベインの斜視図を
第3図に示す。すなわち電子作用空間の入り口側に存在
するベイン部4は陽極円筒管軸に対して所定の角度を有
した傾斜をもたせている。この傾斜角は5°〜25°が
望ましい。At this time, the potential of the accelerating electrode is set to a potential (about several hundred volts) that does not capture electrons (in fact, only a few electrons are captured). As a result, the electron moves into a spiral orbit 15 as shown in Figure 2.
The electron moves in two directions in the action space while following the magnetic field distribution. At this time, the orbit axis of the helical orbit gradually approaches the tube axis of the anode cylinder, and the pitch of the helical orbit gradually becomes smaller. The pitch of the helical orbit on the entrance side (cathode side) of the electron action space is not yet sufficiently small compared to the exit side. Therefore, in order to efficiently generate microwave energy from the electrons on these orbits, the vanes are provided with an inclination corresponding to the pitch of the electrons. A perspective view of the vane is shown in FIG. That is, the vane portion 4 existing on the entrance side of the electron action space is inclined at a predetermined angle with respect to the axis of the anode cylindrical tube. This inclination angle is preferably 5° to 25°.
陰極の全周より放出された電子は同様の軌道を描いて電
子作用空間5に集約される。電子作用空間内での電子の
回転運動は旋回運動である。従ってその回転角周波数は
サイクロトロン角周波数に相当する。またこの角周波数
は従来のマグネトロンにおける周回角周波数とほぼ同程
度の大きさである。従って本発明のマイクロ波管は数百
ボルト以下の低電圧駆動でありながら陽極部の共振空胴
数Nは、10〜20程度で構成できる。Electrons emitted from the entire circumference of the cathode draw similar orbits and are concentrated in the electron action space 5. The rotational movement of electrons within the electron action space is a swirling movement. Its rotational angular frequency therefore corresponds to the cyclotron angular frequency. Further, this angular frequency is approximately the same magnitude as the circulating angular frequency in a conventional magnetron. Therefore, although the microwave tube of the present invention is driven at a low voltage of several hundred volts or less, the number N of resonant cavities in the anode portion can be approximately 10 to 20.
発明の効果
以上のように本発明のマイクロ波管によれば次の効果か
得られる。Effects of the Invention As described above, the microwave tube of the present invention provides the following effects.
(1)陽極部と陰極部を分離構成とし陰極より放出させ
る電子を陽極部の電子作用空間に集約させる磁気回路構
成としているので、低電圧駆動のマイクロ波管を提供す
ることができる。(1) Since the anode portion and the cathode portion are separated and the magnetic circuit is configured such that electrons emitted from the cathode are concentrated in the electron action space of the anode portion, it is possible to provide a microwave tube driven at a low voltage.
(2) 電子のらせん軌道に対応してベインを管軸に
対して傾斜させた構成としているので電子の有するエネ
ルギを効率よくマイクロ波のエネルギに変換できる。(2) Since the vanes are tilted with respect to the tube axis in accordance with the spiral trajectory of the electrons, the energy possessed by the electrons can be efficiently converted into microwave energy.
第1図は本発明の一実施例を示すマイクロ波管の断面図
、第2図は同マイクロ波管の電子の運動軌道を示す断面
図、第3図は同マイクロ波管の要部斜視図である。
1・・・・・・陽極円筒、2・・・・・・ベイン、ユ・
・・・・・ベインの管軸に平行な部分、土・・・・・・
ベインの管軸に傾斜した部分、6・・・・・・陰極部、
7・・・・・・加速電極部、8・・・・・・第1のポー
ルピース、9・・・・・・第2のポールピース、10.
11・・・・・・磁場発生手段。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はか1名/−
−−隅取円箇
2−−−−:メン
、2−−−へ′インの管抛lテ子行rJ部外/θ//−
−−Ei扁兆生子役
第1図Fig. 1 is a sectional view of a microwave tube showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view showing the movement trajectory of electrons in the microwave tube, and Fig. 3 is a perspective view of essential parts of the microwave tube. It is. 1... Anode cylinder, 2... Vane, Yu.
...The part parallel to the pipe axis of the vane, the soil...
The part of the vane that is inclined to the tube axis, 6...the cathode part,
7... Accelerating electrode section, 8... First pole piece, 9... Second pole piece, 10.
11...Magnetic field generating means. Name of agent: Patent attorney Toshi Nakao Haka1/-
---Sumidori Enka 2----: Men, 2-----To 'in' pipe lte child row rJ outside /θ//-
--Ei Bian Chao Sheng Child Actor Figure 1
Claims (1)
対して所定の角度に傾斜した部分とから構成されるとと
もにこの陽極筒内に放射状に配設された複数のベインと
、前記ベインの傾斜部分を有する側にこのベインと隔て
て前記陽極筒と同心状に配設される外形がベイン側に向
って細く構成された陰極部と、前記陰極部の周囲にこの
陰極部と同心状に配設された加速電極部と、前記ベイン
が配設される側の前記陽極円筒端に配設される中央部が
陽極筒の内側へ突出した構成の第1のポールピースと、
前記陽極筒の他端に配設される平面状構成の第2のポー
ルピースと、前記第1のポールピースに近接配設された
第1の磁場発生手段と、前記第2のポールピースに近接
配設された第2の磁場発生手段とを備えたマイクロ波管
。an anode tube; a plurality of vanes arranged radially within the anode tube; A cathode part, which is arranged concentrically with the anode cylinder and separated from the vane on the side having the sloped part of the vane, and whose outer shape is narrower toward the vane side; and a cathode part surrounding the cathode part. an accelerating electrode part arranged concentrically; a first pole piece arranged at the end of the anode cylinder on the side where the vane is arranged, the center part of which protrudes into the inside of the anode cylinder;
a second pole piece having a planar configuration disposed at the other end of the anode tube; a first magnetic field generating means disposed close to the first pole piece; and a second pole piece disposed close to the second pole piece. a second magnetic field generating means arranged therein.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1491388A JPH01189837A (en) | 1988-01-26 | 1988-01-26 | Microwave tube |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1491388A JPH01189837A (en) | 1988-01-26 | 1988-01-26 | Microwave tube |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01189837A true JPH01189837A (en) | 1989-07-31 |
Family
ID=11874209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1491388A Pending JPH01189837A (en) | 1988-01-26 | 1988-01-26 | Microwave tube |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01189837A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015207434A (en) * | 2014-04-18 | 2015-11-19 | 新日本無線株式会社 | Frequency variable magnetron |
-
1988
- 1988-01-26 JP JP1491388A patent/JPH01189837A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015207434A (en) * | 2014-04-18 | 2015-11-19 | 新日本無線株式会社 | Frequency variable magnetron |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7122966B2 (en) | Ion source apparatus and method | |
JP4008030B2 (en) | Method for extracting charged particles from isochronous cyclotron and apparatus applying this method | |
US5303281A (en) | Mammography method and improved mammography X-ray tube | |
JPH06181100A (en) | Microtron electron accelerator | |
JPH10106462A (en) | X-ray tube | |
JPH0654644B2 (en) | Ion source | |
US4199709A (en) | Injection of an electron beam | |
US5136625A (en) | Metal center x-ray tube | |
US8138692B2 (en) | Epicyclotron | |
EP0058039A2 (en) | Gyrotron device | |
US5159241A (en) | Single body relativistic magnetron | |
JPH01189837A (en) | Microwave tube | |
US4621219A (en) | Electron beam scrambler | |
JP2023039803A (en) | Rotary capacitor, circular accelerator, and particle beam therapy system | |
JPS59165353A (en) | Rotary anode type x-ray tube | |
Akimov et al. | High-power X-band pulse magnicon | |
US3214632A (en) | Low noise electron gun | |
JPH0612661B2 (en) | Ion implanter | |
US2611882A (en) | Electron discharge device | |
Tallerico | Advances in high-power RF amplifiers | |
JPH01120737A (en) | Microwave electron tube by cyclotron resonance | |
JP3027822B2 (en) | Method and apparatus for micro-bunching of charged particle beam | |
JPH1041099A (en) | Folding orbit high frequency electron accelerator | |
JPS63168945A (en) | Ion source for ion implanting apparatus | |
SU1110335A1 (en) | Electronic mw-magnicon device |